Beaucoup de rock stars n'aiment pas respecter les règles, et un cosmique ne fait pas exception. Une équipe d'astronomes a découvert qu'une supernova extraordinairement brillante s'est produite dans un endroit surprenant. Cette découverte de supernova « de métaux lourds » remet en question les idées actuelles sur comment et où ces supernovas surchargées se produisent.
Les supernovas sont parmi les événements les plus énergétiques de l'Univers. Quand une étoile massive manque de carburant, il peut s'effondrer sur lui-même et créer une explosion spectaculaire qui éclipse brièvement une galaxie entière, disperser les éléments vitaux dans l'espace.
Dans la dernière décennie, les astronomes ont découvert une cinquantaine de supernovas, parmi les milliers connus, qui sont particulièrement puissants. Ces explosions sont jusqu'à 100 fois plus lumineuses que les autres supernovas causées par l'effondrement d'une étoile massive.
Suite à la découverte récente d'une de ces "supernovas superlumineuses", une équipe d'astronomes dirigée par Matt Nicholl du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) à Cambridge, Masse., a découvert des indices vitaux sur l'origine de certains de ces objets extraordinaires.
Arancha Delgado de l'Université de Cambridge et son équipe ont découvert cette supernova, surnommé SN 2017egm, le 23 mai, 2017 avec le satellite Gaia de l'Agence spatiale européenne. Une équipe dirigée par Subo Dong de l'Institut Kavli d'astronomie et d'astrophysique a utilisé le télescope optique nordique pour l'identifier comme une supernova superlumineuse.
SN 2017egm est situé dans une galaxie spirale à environ 420 millions d'années-lumière de la Terre, ce qui la rend environ trois fois plus proche que toute autre supernova superlumineuse observée auparavant. Dong s'est rendu compte que la galaxie était très surprenante, car pratiquement toutes les supernovas superlumineuses connues ont été trouvées dans des galaxies naines qui sont beaucoup plus petites que les galaxies spirales comme la Voie lactée.
Fort de cette découverte, l'équipe CfA a découvert que la galaxie hôte de SN 2017egm a une forte concentration d'éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium, que les astronomes appellent « métaux ». C'est la première preuve claire d'un lieu de naissance riche en métaux pour une supernova superlumineuse. Les galaxies naines qui hébergent généralement des supernovas superlumineuses sont connues pour avoir une faible teneur en métaux, qui était considéré comme un ingrédient essentiel pour faire ces explosions.
"Les supernovas superlumineuses étaient déjà les rock stars du monde des supernovas, " a déclaré Nicholl. "Nous savons maintenant que certains d'entre eux aiment le heavy metal, pour ainsi dire, et exploser dans des galaxies comme notre propre Voie Lactée."
"Si l'un d'entre eux explosait dans notre propre galaxie, ce serait beaucoup plus brillant que n'importe quelle supernova dans l'histoire humaine enregistrée et serait aussi brillant que la pleine lune, " a déclaré le co-auteur Edo Berger, aussi de la CFA. "Toutefois, ils sont si rares que nous devrons probablement attendre plusieurs millions d'années pour en voir un."
Les chercheurs de CfA ont également trouvé plus d'indices sur la nature de SN 2017egm. En particulier, leur nouvelle étude soutient l'idée qu'une rotation rapide, étoile à neutrons hautement magnétisée, appelé magnétar, est probablement le moteur qui propulse l'incroyable quantité de lumière générée par ces supernovas.
Alors que la luminosité de SN 2017egm et les propriétés du magnétar qui l'alimente se chevauchent avec celles d'autres supernovas superlumineuses, la quantité de masse éjectée par SN 2017egm peut être inférieure à l'événement moyen. Cette différence peut indiquer que l'étoile massive qui a conduit à SN 2017egm a perdu plus de masse que la plupart des progéniteurs de supernova superlumineuses avant d'exploser. La vitesse de rotation du magnétar peut également être plus lente que la moyenne.
Ces résultats montrent que la quantité de métaux n'a au plus qu'un faible effet sur les propriétés d'une supernova superlumineuse et du moteur qui l'entraîne. Cependant, la variété riche en métaux n'est présente qu'à environ 10 % du taux des variétés pauvres en métaux. Des résultats similaires ont été trouvés pour des sursauts de rayons gamma associés à l'explosion d'étoiles massives. Cela suggère une association étroite entre ces deux types d'objets.
A partir du 4 juillet, 2017 jusqu'au 16 septembre, 2017 la supernova n'est pas observable car elle est trop proche du Soleil. Après ça, des études détaillées devraient être possibles pendant au moins quelques années.
"Cela devrait battre tous les records de durée de suivi d'une supernova superlumineuse", a déclaré la co-auteur Raffaella Margutti de la Northwestern University à Evanston, Illinois. "Je suis impatient de voir quelles autres surprises cet objet nous réserve."
L'équipe CfA a observé SN 2017egm le 18 juin avec le télescope de 60 pouces de l'observatoire Fred Lawrence Whipple de l'Observatoire d'astrophysique Smithsonian en Arizona.
