A close up of a supernova with a deep space image in the background

Le télescope James Webb observe le développement de l’une des premières supernovas de l’univers

Par Anissa Chauvin

Les astronomes utilisant le Télescope spatial James Webb (JWST) ont découvert ce qui pourrait être l’une des supernovas les plus lointaines jamais observées. Et par une chance cosmique, l’équipe pense voir à quoi ressemblait l’explosion quelques jours seulement après son déclenchement.

La supernova, nommée AT 2026abck, date d’environ 1,15 milliard d’années après le Big Banglorsque l’univers avait moins d’un dixième de son âge actuel et regorgeait d’étoiles massives scintillent. Selon les chercheurs, l’étoile explosive massive a violemment libéré sa lumière il y a plus de 12,5 milliards d’années – si longtemps que la distance qui nous sépare a effectivement été multipliée par six en raison de l’expansion de l’espace. univers.

La découverte a été décrite dans un papier qui a été téléchargé sur le serveur de préimpression arXiv le 29 septembre et n’a pas encore été examiné par des pairs. Selon les auteurs de l’étude, cet ancien point de lumière est incroyablement brillant.

« À son apogée, la supernova a une luminosité environ 8 milliards de fois supérieure à celle du soleil… presque aussi brillante que l’ensemble de la Voie lactée », co-auteur de l’étude Fan de Xiaohuicosmologiste observationnel et professeur d’astronomie à l’Université de l’Arizona, a déclaré à Live Science par e-mail. « Au cours de l’explosion, il rayonne l’énergie que le soleil rayonnera pendant environ 2 milliards d’années. »

Un phare du début de l’espace-temps

La supernova nouvellement découverte brille brillamment à plus de 30 000 degrés Fahrenheit (16 000 degrés Celsius). Sa coquille incandescente de matière éjectée s’est gonflée jusqu’à un rayon d’environ 46 unités astronomiques, soit environ 46 fois la distance entre la Terre et le soleil, ou à peu près aussi loin que Pluton se balance à son point le plus éloigné du soleil.

La galaxie hôte de la supernova, désignée ID101411, contient environ 6,3 milliards de masses solaires et « forme de nouvelles étoiles plus de dix fois plus vite que notre Voie lactée », selon le premier auteur. Mingyang Zhuangastrophysicien observationnel à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, a déclaré à Live Science par e-mail.

Comme pour les autres premières galaxies, ID101411 est déficiente en métaux, c’est-à-dire en éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium, car il ne s’est pas écoulé suffisamment de temps pour créer ces éléments plus lourds dans les forges des étoiles massives et leurs explosions apocalyptiques.

Une illustration d’une supernova en éruption alors que l’univers n’avait que 730 millions d’années. (Crédit image : NASA, ESA, CSA, STScI, L. Hustak (STScI))

Les auteurs de l’étude estiment avoir observé la supernova telle qu’elle aurait été quatre à dix jours seulement après son explosion. Bien que cela soit relativement courant, en repérer un à une distance aussi incroyable « est extrêmement rare », a souligné Zhuang. « Vous devez observer exactement la même petite partie du ciel à plusieurs reprises avec (JWST), et l’explosion doit se produire au bon moment. Nous avons eu de la chance. »

Il y a une autre couche de chance qui a rendu la découverte encore plus remarquable : elle a été observée sans l’aide d’une bizarrerie cosmologique appelée lentille gravitationnelle — un phénomène prédit par Einstein dans lequel la gravité d’un objet massif dans l’espace courbe et amplifie la lumière émise par les objets derrière lui.

« La plupart des supernovas aussi éloignées ont été découvertes avec l’aide d’un énorme amas de galaxies au premier plan agissant comme une loupe naturelle », a expliqué Zhuang. « C’est le plus éloigné que nous ayons vu apparaître. »

Cette supernova a été découverte dans le cadre du Programme de trésorerie NEXUSdans lequel JWST parcourt par intermittence des zones du ciel à la recherche d’explosions anciennes. Il avait déjà observé la galaxie hôte de l’explosion au cours des dernières années et a finalement été témoin de la supernova le 7 août de cette année.

Une explosion au ralenti

Curieusement, l’étoile n’avait pas encore explosé lors de la précédente observation de JWST, le 28 mai 2026, ce qui signifie que 71 jours se sont écoulés sur nos horloges terrestres, même si seulement 12 jours environ se sont écoulés dans le cadre temporel de la supernova.

Cela met en évidence un effet cosmologique époustouflant : l’expansion de l’univers n’étend pas seulement l’espace ; cela ralentit le temps de notre point de vue.

« Parce que l’univers s’est étendu depuis que cette lumière a été émise, tout ce qui concerne cette explosion nous apparaît au ralenti, environ six fois plus lent qu’il ne s’est réellement produit », a déclaré Zhuang. « De notre point de vue, les changements qui ont pris une semaine à la supernova mettent environ six semaines à se manifester. »

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Des mystères subsistent quant à la nature de cette ancienne explosion qui a brillé si brillamment que nous pouvons l’observer dans presque tout l’univers.

Plutôt qu’une supernova conventionnelle à effondrement du noyau – dans laquelle une étoile entre environ huit et 50 fois la masse du soleil épuise son combustible nucléaire et subit un effondrement rapide de son noyau suivi d’une explosion – la supernova récemment découverte pourrait être l’une des explosions les plus rares et les plus puissantes de l’univers, selon les auteurs de l’étude. Connu comme un supernova superlumineusece type d’explosion libère des dizaines ou des centaines de fois plus d’énergie que les supernovas classiques. Que l’explosion continue de se réchauffer ou commence à se refroidir pourrait révéler exactement ce qui se passe dans son environnement et ce qui l’a provoqué, a déclaré l’équipe.

« Notre interprétation est encore préliminaire », a conclu Zhuang. « Les observations de suivi nous en diront davantage sur le type exact d’explosion dont il s’agissait. »

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Anissa Chauvin