Vue d'artiste d'une évasion de choc. Crédit :Kavli IPMU
Un astronome amateur testant sa nouvelle caméra capture le moment où une supernova est devenue visible dans le ciel nocturne, qui a aidé une équipe internationale de chercheurs à tester leur théorie sur les premiers stades d'une explosion stellaire.
Le moment où une supernova devient visible dans le ciel a été capturé par un astronome amateur, et a aidé une équipe internationale de chercheurs à valider des prédictions théoriques sur l'évolution initiale de telles explosions stellaires.
Comment la structure de l'étoile en explosion affecte les propriétés de la supernova est restée une question ouverte, mais le comprendre serait un pas en avant significatif dans la recherche en astrophysique. La théorie actuelle suggère qu'une onde de choc explosive traverse l'intérieur de l'étoile avant d'atteindre la surface et de produire un pic aigu d'émission électromagnétique. La force et la durée de ce signal, On pense que l'éclatement du choc dépend en grande partie de la structure externe de l'étoile et de la présence ou de l'absence de matière autour d'elle. Cependant, tester cette théorie nécessite l'observation du moment avant et après qu'une étoile devienne une supernova.
Mélina Bersten, chercheur au Conseil National de la Recherche Scientifique et Technique-Argentine, et chercheur associé invité à l'Institut Kavli pour la physique et les mathématiques de l'univers a déclaré que les chances de capturer un tel événement sont minces, car il dure de l'ordre d'une heure.
Séquence d'images combinées obtenues par Víctor Buso alors que SN 2016gkg apparaît à la périphérie de la galaxie NGC 613. Les étiquettes indiquent l'heure à laquelle chaque image a été prise. L'emplacement de la supernova est indiqué par les cercles rouges. Notamment la supernova apparaît et s'éclaircit régulièrement en une heure, comme indiqué dans le panneau inférieur droit. Crédit :Bersten et al.
"Si nous pensons qu'en moyenne chaque galaxie produit à peu près une supernova par siècle, et qu'un siècle contient près de 900 mille heures, alors la probabilité aléatoire d'observer la bonne galaxie au bon moment n'est guère supérieure à un sur un million. Cependant, les chances réelles sont plus petites. Il faut tenir compte du fait que nous ne pouvons voir la galaxie que la nuit et que le ciel doit être clair, " elle a dit.
Heureusement, le 20 septembre, 2016, l'astronome amateur Víctor Buso de Rosario, Argentine, testait sa nouvelle caméra sur son observatoire sur le toit dans l'espoir de photographier sa première supernova. Après une heure de prise d'images, Buso a remarqué qu'un nouvel objet minuscule était apparu, et cela est devenu plus évident avec le temps (Figure 1). Il avait capturé le moment où une supernova avait explosé.
Nommé SN 2016gkg, une équipe de chercheurs dont l'Institut Kavli pour la Physique et les Mathématiques de l'Univers, et dirigé par Bersten, analysé les images. Le taux d'éclaircissement rapide combiné à une très faible luminosité n'avait pas d'analogue parmi les supernovae connues, et l'équipe a conclu que Buso avait découvert SN 2016gkg lors de l'évasion de choc.
"Quand Buso nous a raconté comment il avait observé et ce dont il avait été témoin, nous avons réalisé que c'était une découverte unique, " dit Bersten.
Courbe de lumière observée de SN 2016gkg (points) et modèle d'explosion (ligne rouge). Le modèle reproduit trois phases distinctes de l'évolution de la supernova qui se produisent à différentes échelles de temps. D'abord, l'éclatement du choc (avec une échelle de temps en heures), puis l'émission de refroidissement post-choc (jours), et enfin l'émission due au chauffage radioactif (semaines). les observations de la découverte de Buso, représenté en bleu, indiquent une augmentation si rapide qui ne peut être attribuée qu'à l'éclatement du choc. Crédit :Bersten et al.
Aussi, en comparant la photométrie des images avec leurs simulations informatiques, l'équipe a découvert une forte augmentation initiale de la lumière des supernovas qui ne pouvait s'expliquer que par l'émergence d'un choc (figure 2).
"À notre surprise, les images étaient d'une grande qualité étant donné qu'elles ont été obtenues au milieu d'une grande ville au milieu de la pampa", note le Dr Gastón Folatelli de l'IALP, qui a dirigé l'analyse des données, et ajoute "les conditions du ciel semblent avoir été presque idéales cette nuit-là!"
Leur conclusion était étayée par le fait que les modèles ne nécessitaient aucune modification afin de reproduire de manière cohérente la montée initiale et le reste de l'évolution de la supernova (Figure 3). De plus, SN 2016gkg s'est avéré être un événement plutôt ordinaire, ce qui impliquerait que la phase observée est commune à toutes les supernovae, comme le prédisent les modèles.
Les résultats de l'équipe ont été publiés dans La nature le 22 février.
