Il y a trois décennies, les astronomes ont repéré l'une des étoiles qui explosent les plus brillantes depuis plus de 400 ans. La supernova titanesque, appelé Supernova 1987A (SN 1987A), a embrasé la puissance de 100 millions de soleils pendant plusieurs mois après sa découverte le 23 février, 1987.

Depuis cette première observation, SN 1987A n'a cessé de fasciner les astronomes avec son spectacle de lumière spectaculaire. Situé dans le Grand Nuage de Magellan à proximité, c'est l'explosion de supernova la plus proche observée depuis des centaines d'années et la meilleure opportunité pour les astronomes d'étudier les phases précédentes, pendant, et après la mort d'une étoile.

Pour commémorer le 30e anniversaire de SN 1987A, nouvelles images, films en accéléré, une animation basée sur des données basée sur les travaux menés par Salvatore Orlando à l'INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo, Italie, et un modèle tridimensionnel sont en cours de publication. En combinant les données du télescope spatial Hubble de la NASA et de l'observatoire à rayons X Chandra, ainsi que l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), les astronomes et le public peuvent explorer SN 1987A comme jamais auparavant.

Hubble a observé à plusieurs reprises SN 1987A depuis 1990, accumuler des centaines d'images, et Chandra a commencé à observer SN 1987A peu de temps après son déploiement en 1999. ALMA, un puissant réseau de 66 antennes, collecte des données millimétriques et submillimétriques haute résolution sur le SN 1987A depuis sa création.

"Les 30 années d'observations de SN 1987A sont importantes car elles donnent un aperçu des dernières étapes de l'évolution stellaire, " a déclaré Robert Kirshner du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics à Cambridge, Massachusetts, et la Fondation Gordon et Betty Moore à Palo Alto, Californie.

Les dernières données de ces puissants télescopes indiquent que SN 1987A a franchi un seuil important. L'onde de choc de la supernova se déplace au-delà de l'anneau de gaz dense produit à la fin de la vie de l'étoile pré-supernova lorsqu'un écoulement rapide ou un vent de l'étoile est entré en collision avec un vent plus lent généré lors d'une phase antérieure de géante rouge de l'évolution de l'étoile. Ce qui se trouve au-delà du ring est mal connu à l'heure actuelle, et dépend des détails de l'évolution de l'étoile lorsqu'elle était une géante rouge.

"Les détails de cette transition donneront aux astronomes une meilleure compréhension de la vie de l'étoile condamnée, et comment ça s'est terminé, " a déclaré Kari Frank de la Penn State University qui a dirigé la dernière étude Chandra de SN 1987A.

Les supernovas telles que SN 1987A peuvent remuer le gaz environnant et déclencher la formation de nouvelles étoiles et planètes. Le gaz à partir duquel ces étoiles et planètes se forment sera enrichi d'éléments tels que le carbone, azote, l'oxygène et le fer, qui sont les composants de base de toute vie connue. Ces éléments sont forgés à l'intérieur de l'étoile pré-supernova et pendant l'explosion de la supernova elle-même, puis dispersés dans leur galaxie hôte en agrandissant les restes de supernova. La poursuite des études de SN 1987A devrait donner un aperçu unique des premiers stades de cette dispersion.

Voici quelques faits saillants des études impliquant ces télescopes :

Des études de Hubble ont révélé que l'anneau dense de gaz autour de la supernova brille à la lumière optique, et a un diamètre d'environ une année-lumière. L'anneau était là au moins 20, 000 ans avant que l'étoile n'explose. Un flash de lumière ultraviolette de l'explosion a énergisé le gaz dans l'anneau, le faisant briller pendant des décennies.

La structure centrale visible à l'intérieur de l'anneau sur l'image de Hubble a maintenant atteint environ une demi-année-lumière de diamètre. Les plus remarquables sont deux gouttes de débris au centre du reste de la supernova qui s'éloignent l'une de l'autre à environ 20 millions de milles à l'heure.

De 1999 à 2013, Les données de Chandra ont montré un anneau en expansion d'émission de rayons X qui devenait de plus en plus brillant. L'onde de choc de l'explosion d'origine a éclaté et a chauffé l'anneau de gaz entourant la supernova, produisant une émission de rayons X.

Au cours des dernières années, l'anneau a cessé de devenir plus brillant aux rayons X. Depuis environ février 2013 jusqu'à la dernière observation de Chandra analysée en septembre 2015, la quantité totale de rayons X de basse énergie est restée constante. Aussi, la partie inférieure gauche de l'anneau a commencé à s'estomper. Ces changements fournissent la preuve que l'onde de choc de l'explosion s'est déplacée au-delà de l'anneau dans une région avec un gaz moins dense. Cela représente la fin d'une ère pour SN 1987A.

À partir de 2012, les astronomes ont utilisé ALMA pour observer les restes incandescents de la supernova, étudier comment le reste forge en réalité de grandes quantités de nouvelle poussière à partir des nouveaux éléments créés dans l'étoile progénitrice. Une partie de cette poussière se retrouvera dans l'espace interstellaire et pourrait devenir les éléments constitutifs des futures étoiles et planètes d'un autre système.

Ces observations suggèrent également que la poussière dans l'univers primitif s'est probablement formée à partir d'explosions de supernova similaires.

Les astronomes sont également toujours à la recherche de preuves d'un trou noir ou d'une étoile à neutrons laissés par l'explosion. Ils ont observé un éclair de neutrinos de l'étoile juste au moment de son éruption. Cette détection rend les astronomes tout à fait certains qu'un objet compact s'est formé lorsque le centre de l'étoile s'est effondré - soit une étoile à neutrons, soit un trou noir - mais aucun télescope n'a encore découvert de preuves pour un.