Figure 1 :Les courbes de lumière ultraviolette et visible du SLSN Gaia16apd (cycles ouverts) sont présentées avec les courbes de lumière calculées pour la supernova à interaction de choc (lignes pleines, de l'article de Tolstov et al.). La lumière UV de Gaia16apd est 3 à 4 fois plus lumineuse que la lumière visible. Crédit :Université de Tokyo
Une équipe internationale de chercheurs a découvert un moyen d'utiliser des observations aux longueurs d'onde ultraviolettes (UV) pour découvrir des caractéristiques des supernovae superlumineuses auparavant impossibles à déterminer, rapporte une nouvelle étude publiée dans Astrophysical Journal Letters le 3 août, 2017.
L'équipe, dirigé par Alexey Tolstov, chercheur du projet Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), étudier les explosions stellaires appelées Supernovae Superlumineuses (SLSNe), un type de supernova extra brillant découvert au cours de la dernière décennie qui est 10 à 100 fois plus brillant que les supernovae ordinaires. Récemment, l'équipe est tombée sur Gaia16apd dans une faible galaxie naine à 1,6 milliard d'années-lumière.
Ce SLSNe avait une émission UV extraordinaire pour une supernova du genre, mais personne ne pouvait expliquer quel mécanisme d'explosion pouvait produire cette caractéristique. Les théoriciens ont débattu du fait que Gaia16apd pourrait correspondre à l'un des trois scénarios SLSNe. Ce sont la supernova à instabilité de paire, ayant une grande masse de Nickel-56 radioactif, ou une supernova alimentée par magnétar où il y aurait une étoile à neutrons à rotation rapide et hautement magnétisée comme source d'énergie supplémentaire, ou une supernova à interaction de choc où l'éjecta de la supernova interagirait avec la matière circumstellaire dense environnante (Figure 2).
Les chercheurs de Kavli IPMU ont donc décidé de simuler chaque modèle en utilisant l'hydrodynamique du rayonnement multicolore pour étudier la lumière dans différentes couleurs et gammes de longueurs d'onde et voir si l'une des simulations correspondait à la supernova observée. Ces simulations ont produit des ultraviolets, courbes de lumière visible et infrarouge, rayon et vitesse de la photosphère, permettant d'étudier l'apparition de l'explosion à n'importe quelle longueur d'onde.
Figure 2 :Conception d'artiste de 3 scénarios SLSN populaires :supernova alimentée par magnétar et à instabilité de paire. SLSN Gaia16apd est très probablement une supernova à interaction de choc dans laquelle le rayonnement d'ondes de choc produit facilement d'énormes quantités de lumière UV. Crédit :Université de Tokyo
Non seulement ils ont découvert que Gaia16apd était très probablement une supernova à interaction de choc, Tolstov et son équipe ont trouvé un moyen de modéliser trois scénarios différents aux longueurs d'onde UV en utilisant la même technique numérique. À l'avenir, leur technique pourrait aider les chercheurs à identifier le mécanisme d'explosion de la supernova qu'ils observent.
"L'étude actuelle fait un pas de plus vers la compréhension de la physique de la supernova superlumineuse et aide à identifier le scénario de l'explosion. Les observations et la modélisation plus détaillée des objets particuliers similaires à Gaia16apd sont très demandées pour découvrir la nature de le phénomène des supernovae superlumineuses, " dit Tolstov.
La prochaine étape de leurs recherches sera d'appliquer des simulations sur d'autres SLSNe, et rendre plus réaliste m
