Une étoile 20 fois plus grande que le Soleil est morte dans une supernova – et les télescopes du monde entier ont uni leurs forces pour l’observer

Une flotte de télescopes à travers le monde vient de capturer les premiers moments choquants d’une explosion de supernova dans les observations les plus détaillées jamais réalisées en leur genre.

L’événement explosif a été repéré pour la première fois par les autorités chinoises. Sonde Einstein télescope spatial comme un éclair de rayons X en mars. Des télescopes au sol sont intervenus en moins d’une heure et ont rapidement identifié l’éclair comme une supernova, une puissante explosion d’une étoile massive mourante. Peu de temps après, une grande équipe d’observatoires s’est mise au travail, y compris l’observatoire à grand champ Observatoire Vera C. Rubinqui a commencé son ambitieuse étude du ciel sur 10 ans fin juin.

Avec cette flotte de télescopes, les astronomes ont suivi l’évolution de la lumière de la supernova, située à 500 millions d’années-lumière, au fil du temps. Ils ont rapporté leurs résultats dans deux papiers publié le 14 juillet dans The Astrophysical Journal Letters.

Chaque équipe scientifique a vérifié « l’éclatement du choc » – le moment où une supernova émet sa première lumière provenant de l’explosion sous la forme d’une énorme onde de choc. La supernova récemment détectée n’est que la deuxième explosion stellaire au cours des 20 dernières années au cours de laquelle une onde de choc a été observée, car ces événements ont tendance à être courts – de quelques secondes à quelques heures seulement, ont noté les chercheurs.

Ils ont classé l’explosion stellaire comme une supernova de type Ic (Ic-BL), ce qui signifie que l’explosion comprenait des jets dont la matière se déplaçait à une vitesse proche de celle de la lumière. Ce type de supernova est souvent associé à des sursauts gamma, qui sont des éclairs extrêmement puissants de rayonnement de haute énergie provenant de l’espace. Cependant, la supernova récemment détectée a présenté quelques surprises : son éclatement de choc était le plus faible observé dans une supernova Ic-BL, et aucun sursaut gamma n’a été observé.

« Les observations de suivi utilisant les installations les plus sensibles n’ont trouvé aucune preuve » des sursauts gamma, Brendan O’Connorastrophysicien à l’Université Carnegie Mellon et co-auteur de l’une des études, a déclaré dans une déclaration. « Une possibilité est que le jet ait été » étouffé « , soit par la surface de l’étoile, soit par le matériau circumstellaire entourant l’étoile. »

Les télescopes du monde s’unissent

Le télescope Rubin, situé au Chili, a repéré l’explosion parce qu’il observait à l’époque cette partie particulière du ciel, connue sous le nom de champ de forage profond COSMOS.

« Grâce à la cadence rapide de Rubin et à sa sensibilité sans précédent, les observations continues devraient fournir des enregistrements détaillés et à long terme de la supernova au fur et à mesure de son évolution dans les années à venir », ont indiqué les équipes scientifiques dans le communiqué. L’observatoire Rubin passera la prochaine décennie à cartographier l’ensemble du ciel du sud à plusieurs reprises, créant ainsi un film accéléré du cosmos. devrait révéler des millions de supernovasastéroïdes, comètes et autres événements transitoires.

Alors que Rubin repère des événements dans le ciel, l’instrument spectroscopique d’énergie sombre du télescope de 4 mètres Nicholas U. Mayall de la National Science Foundation à l’observatoire national de Kitt Peak en Arizona est chargé d’entrer en action pour des observations de suivi. L’instrument a confirmé l’explosion récemment détectée comme étant une supernova Ic-BL.

Lorsque les scientifiques ont plongé dans 10 années de données provenant de la caméra à énergie noire de 570 mégapixels du Département de l’énergie installée sur le télescope de 4 mètres Víctor M. Blanco de la National Science Foundation au Chili, ils ont trouvé une « source bleue » juste à l’endroit où la supernova s’est produite plus tard, révélant des indices sur ce à quoi ressemblaient le système stellaire et son environnement avant son explosion.

Pendant ce temps, une équipe dirigée par Jillian Rastinejadastronome à l’Université du Maryland, College Park et co-auteur de la deuxième étude, a utilisé les spectrographes multi-objets Gemini sur deux télescopes – Gemini North à Hawaï et Gemini South au Chili – pour étudier l’explosion, entre autres observatoires. Ces télescopes ont également confirmé qu’il s’agissait d’une supernova Ic-BL, sans les jets, et les astronomes ont obtenu des détails d’archives sur la structure et l’environnement de l’étoile avant leur disparition.

« Nos observations nous ont permis d’étudier la physique de trois éléments de cette explosion : le choc radiologique, la supernova qui l’accompagne et l’interaction de la supernova avec la matière précédemment rejetée par l’étoile mourante », a expliqué Rastinejad dans le communiqué. « Grâce à ces informations, nous avons pu cartographier la structure du matériau entourant l’étoile et comprendre le mode de vie violent de l’étoile avant son effondrement. »

L’étoile mesurait environ 20 fois la masse du soleil et était classée comme Wolf-Rayet – une étoile qui a utilisé la majeure partie de son hydrogène au début de sa vie. Juste avant que l’étoile n’explose, elle éjectait périodiquement d’énormes morceaux d’hydrogène et d’hélium, ne laissant derrière elle que du carbone et de l’oxygène. Ces morceaux de matériau ont généré des coquilles qui étaient visibles dans les télescopes sous forme d’événements individuels, y compris le premier choc aux rayons X.

« C’est la première fois que nous cartographions l’environnement pré-explosion d’une étoile dépourvue d’hydrogène et d’hélium », a déclaré Gokul Srinivasaragavanun astronome de l’équipe de Rastinejad qui était doctorant à l’Université du Maryland au moment de l’étude. « À l’avenir, je suis ravi d’observer davantage d’événements de choc avec des détails similaires pour tester si toutes les étoiles dénudées ont un « mode de vie » similaire avant l’effondrement et quelles sont, le cas échéant, les différences que nous constatons. »