Une brillante explosion repérée dans une galaxie lointaine est la supernova la plus brillante jamais enregistrée, ont annoncé aujourd'hui les astronomes.
Contenu connexe
- Des trous noirs pourraient catapulter des supernovas voyous dans l'espace
- Supernova déséquilibrée, espresso orbital et plus de merveilles cosmiques
Captée par un levé du ciel nocturne, l'explosion s'est produite à 3, 8 milliards d'années-lumière de la Terre. À cette distance, l'explosion était 22 700 fois plus faible que les objets les plus faibles qu'un humain puisse voir à l'œil nu. Mais la supernova si lointaine était si puissante que les astronomes calculèrent si cela s'était passé à la distance du célèbre "chien star" Sirius, à seulement 8 années-lumière de distance, elle aurait été aussi brillante que le soleil.
Le 15 juin, l'ASASSN, réseau automatisé de télescopes répartis entre le Chili et Hawaï, a détecté un objet inhabituel dans une petite galaxie. L'équipe d'observation a surnommé la supernova ASASSN-15lh.
L'explosion appartient très probablement à une classe d'objets récemment découverts, appelée supernovae superlumineuse, explique Subo Dong, responsable de l'étude, astronome à l'Institut Kavli d'astronomie et d'astrophysique de l'Université de Pékin à Beijing . Mais ce qui a déclenché cet événement extraordinaire reste un mystère.
Les astronomes regroupent les supernovae en différents types en fonction de leurs mécanismes de déclenchement. Une supernova de type Ia se produit lorsqu'une étoile zombie connue sous le nom de nain blanc mange trop. Les naines blanches sont les petits noyaux denses laissés par la disparition d'une étoile entourant la masse du soleil. Si le nain blanc a une étoile qui l'accompagne, parfois, il en retirera la matière, augmentant lentement sa propre masse. Finalement, le nain blanc affamé atteint une limite physique et s'effondre, déclenchant une explosion.
En revanche, les étoiles très massives - au moins huit à dix fois la masse du soleil - finissent leur vie seules en tant que supernovae de type II. Lorsque ces étoiles manquent d’hydrogène dans leur noyau, elles commencent à fusionner des atomes en éléments progressivement plus lourds, jusqu’à ce que le noyau soit principalement constitué de fer. À ce stade, l'étoile s'effondre sous son propre poids, générant une énorme explosion et transformant le noyau en une étoile à neutrons extrêmement dense.
ASASSN-15lh était si puissant que les auteurs soupçonnent que l'étoile d'origine devait être très massive. Mais les signatures chimiques qu'ils voient à la lumière suggèrent qu'il est étrangement faible en hydrogène, explique le co-auteur de l'étude, Todd Thompson, professeur d'astronomie à la Ohio State University.
"Il est étrange que des étoiles massives n'aient pas d'hydrogène", dit-il, mais ce n'est pas impossible. "Certaines étoiles rejettent tout leur hydrogène lors d'événements explosifs avant de mourir, d'autres perdent de l'hydrogène au profit de compagnons binaires." Bien qu'il existe des supernovae superlumineuses comme celle-ci qui sont pauvres en hydrogène, explique-t-il, leur fonctionnement est généralement mal compris.
Les auteurs notent qu'il est possible que l'ASASSN-15lh bénéficie d'un gain de luminosité de l'isotope radioactif nickel-56. Dans une supernova de type Ia, du nickel se forme lorsque le gaz de l'étoile compagnon déclenche l'extrémité explosive du nain blanc. La désintégration radioactive du nickel en fer et en cobalt génère ensuite de la lumière qui tombe à un certain taux. Mais pour obtenir le type d'énergie observé dans ASASSN-15lh, l'explosion aurait nécessité une quantité improbable de nickel, environ 30 fois la masse du soleil. En plus de cela, la luminosité ne semble pas baisser assez rapidement.
Les images en couleurs améliorées montrent la galaxie hôte avant l'explosion d'ASASSN-15lh, prise par la caméra d'énergie sombre (à gauche) et la supernova vue par le réseau de télescopes mondiaux de l'observatoire de Las Cumbres. (The Dark Energy Survey, B. Shappee et l'équipe ASASSN) Une autre possibilité est que le noyau de la supernova devienne un magnétar. Ces objets sont des étoiles à neutrons avec des champs magnétiques très puissants, qui auraient pu augmenter la puissance de l'explosion. Mais même un magnétar ne peut expliquer complètement ASASSN-15lh: l'explosion aurait nécessité un noyau à rotation rapide avec un champ magnétique extrêmement puissant, et il ne ressemble à aucun magnétar jamais vu. Il aurait également fallu convertir l'énergie de l'effondrement en lumière plus efficacement que n'importe quelle supernova auparavant.
Clouer le mécanisme derrière ASASSN-15lh pourrait aider les astronomes à mieux comprendre les supernovae superlumineuses, qui devraient être encore plus nombreuses au tout début de l'univers. Greg Aldering, chercheur au Lawrence Berkeley National Laboratory, note que les levés actuels et futurs à ciel ouvert devraient en repérer davantage, car ces balayages exhaustifs du cosmos peuvent attraper des objets qui ne sont pas situés à proximité de galaxies connues.
Subo ajoute que si nous pouvons mieux les comprendre, les supernovae superlumineuses du début de l’univers pourraient servir de bougies classiques, des objets d’une luminosité fiable qui peuvent être utilisés pour mesurer les distances cosmiques. Les observations futures d’autres explosions d’étoiles super-brillantes pourraient également aider à sonder des galaxies très faibles et lointaines, car les supernovae agissent comme des flashes géants éclairant brièvement la zone environnante.
Aldering affirme que davantage de données doivent provenir de cette supernova et qu'il faut en observer davantage. Il se peut que celui-ci soit une valeur aberrante pour laquelle un facteur supplémentaire l'a amplifiée.
Robert Quimby, professeur associé à la San Diego State University, a déclaré que même si le modèle du magnétar pouvait poser problème, "la découverte de cette supernova a entraîné une réévaluation des limites des supernovae à moteur magnétar". Mais il est également possible que cette supernova soit un type d'objet totalement nouveau, a-t-il déclaré: "Nous avons ici un cas où le nombre de modèles viables pourrait être nul. C'est très excitant."
Aldering acquiesce: "La nature, compte tenu du nombre suffisant d'étoiles, les fait exploser de toutes sortes de façons incroyables. Quel que soit le résultat, le vrai mécanisme sera probablement extrêmement étrange."
