Une supernova à instabilité de paire est un type spécial de supernova, ou explosion stellaire, se produisant uniquement dans des étoiles très massives (entre 130 et 250 masses solaires), ayant des taux de rotation faibles à modérés et une faible métallicité (principalement constituées d’hydrogène et d’hélium ). Dans une supernova à instabilité des paires, le noyau de l’étoile est si extrêmement énergétique que les collisions entre les rayons gamma et les noyaux atomiques entraînent la création spontanée de paires électron-positon, siphonnant une grande partie de l’énergie thermique et entraînant une chute de pression. Cette chute de pression entraîne l’effondrement partiel de l’étoile en raison de la gravité.
Les régions d’effondrement sont rapidement surchauffées à des températures et des pressions extrêmes, provoquant la fusion rapide des noyaux atomiques et une énorme libération d’énergie. L’énergie thermique qui en résulte est si énorme qu’elle explose complètement l’étoile, ne laissant rien derrière elle. Toutes les autres supernovae laissent derrière elles des restes de trous noirs ou d’étoiles à neutrons.
On pense que les supernovae à instabilité des paires sont rares aujourd’hui, avec un seul candidat noté dans l’histoire astronomique récente : SN 2006gy, qui a été qualifiée de l’explosion stellaire la plus brillante jamais enregistrée. C’était dix fois plus puissant qu’une supernova, et comme d’autres explosions de supernovae, on l’appelait hypernova. Certains scientifiques ont suggéré que les supernovae à instabilité des paires pourraient laisser un résidu d’étoile de quark, mais cela n’est pas confirmé.
Bien que les supernovae à instabilité de paires soient rarement observées dans le présent, on pense qu’elles étaient très nombreuses dans un passé lointain, parmi les étoiles primordiales, supermassives et à faible métallicité de la Population III. Ce sont les premières étoiles à apparaître après la période d’obscurité de 100 millions d’années qui a suivi le Big Bang. Ils sont suffisamment vieux et distants pour être pratiquement inobservables avec notre technologie de télescope actuelle, bien que le télescope spatial James Webb ait imagé une lumière ancienne considérée comme la faible lueur des étoiles de la population III.
Eta Carinæ est une étoile de notre galaxie avec une masse telle (100-150 masses solaires) qu’elle pourrait exploser en une supernova à instabilité de paire à la fin de sa vie. Étant à seulement 4,500 XNUMX années-lumière de la Terre, si elle explosait, elle serait si brillante qu’il serait possible de lire la nuit grâce à sa lumière. La supernova serait même visible de jour, comme la Lune. Heureusement, il ne serait pas encore assez énergétique pour endommager considérablement l’atmosphère terrestre.