Le 10 avril 2024, le système ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) a détecté la première lumière provenant de l’explosion d’une étoile massive ayant environ 12 à 15 fois la masse du soleil. À peine 26 heures plus tard, les astronomes ont pointé le très grand télescope (VLT) du Chili vers la supernova, cette première et brève fenêtre offrant une rare opportunité d’étudier la phase initiale de la mort d’une étoile.
Cette image époustouflante est une interprétation artistique, mettant en valeur l’explosion de la supernova révélée par les données du VLT. Grâce à quelques observations rapides, les astronomes ont pu détecter la forme de l’explosion dès ses premiers instants – une phase qui n’aurait pas été observée si elle avait été observée un jour plus tard.
Connue sous le nom de SN 2024ggi, cette explosion de supernova a eu lieu dans la galaxie NGC 3621, située à environ 22 millions d’années-lumière dans la constellation de l’Hydre. Un image capturée par le VLT le 11 avril 2024 montre l’emplacement de cette explosion dans la galaxie.
Regarder dessus
Une étoile massive conserve sa forme sphérique presque parfaite en raison d’un équilibre délicat entre l’attraction vers l’intérieur de sa propre gravité et la force vers l’extérieur du rayonnement propulsé par la fusion nucléaire généré en son centre. Lorsque cet équilibre est perdu, l’étoile meurt – la gravité finit par vaincre la pression qui maintient son noyau en l’air, la faisant s’effondrer sous son propre poids.
Cet effondrement entraîne toutes les couches externes vers l’intérieur. Ces couches externes rebondissent ensuite et créent une puissante onde de choc qui déchire l’étoile. Une fois que le choc traverse la surface de l’étoile, il libère beaucoup d’énergie, augmentant considérablement la luminosité de la supernova. Mais la manière dont ce choc se forme et se propage vers l’extérieur est depuis longtemps l’une des questions fondamentales les plus débattues.
Il existe une fenêtre de courte durée, après l’explosion mais avant qu’elle ne commence à interagir avec son environnement, pendant laquelle les astronomes peuvent avoir un aperçu de sa forme initiale de « cassure ». Grâce à la spectropolarimétrie – une technique qui trie la lumière selon ses longueurs d’onde et révèle la direction dans laquelle les ondes lumineuses vibrent – les scientifiques du VLT ont capturé cette forme pour la première fois.
Les données de l’instrument FORS2 du VLT, la seule installation dans l’hémisphère sud capable d’effectuer une telle mesure, ont montré que la première lumière de l’étoile explosive n’était pas émise de la même manière dans toutes les directions. Au lieu de cela, le choc initial a été étiré le long d’un axe, comme une olive, ce qui signifie que l’explosion n’était pas parfaitement sphérique.
Au fur et à mesure que l’explosion se développait, sa lumière commençait à révéler l’interaction de la supernova avec le gaz entourant l’étoile. Vers le dixième jour, les couches externes riches en hydrogène de l’étoile sont devenues visibles, et ces couches se sont avérées alignées sur le même axe que celui du choc du premier jour. Cela signifie que l’explosion du noyau avait dès le début une forme stable et directionnelle, ce qui suggère un mécanisme sous-jacent qui entraîne une orientation cohérente.
L’étude de cette vision sans précédent a exclu certains des modèles actuels de supernova tout en en soutenant d’autres, et fournit de nouveaux détails sur la mort catastrophique d’étoiles massives.
L’étude a été publiée le 12 novembre dans la revue Avancées scientifiques.
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