En fin de vie, une supergéante rouge explose dans une supernova riche en hydrogène. En comparant les résultats d'observation aux modèles de simulation, une équipe de recherche internationale a découvert que dans de nombreux cas, cette explosion a lieu à l'intérieur d'un épais nuage de matière circumstellaire enveloppant l'étoile. Ce résultat change complètement notre compréhension de la dernière étape de l'évolution stellaire.

L'équipe de recherche dirigée par Francisco Förster à l'Université du Chili a utilisé le télescope Blanco pour trouver 26 supernovae provenant de supergéantes rouges. Leur objectif était d'étudier l'éclatement du choc, un bref éclair de lumière précédant l'explosion principale de la supernova. Mais ils n'ont pu trouver aucun signe de ce phénomène. D'autre part, 24 des supernovae se sont éclaircies plus rapidement que prévu.

Pour résoudre ce mystère, Takashi Moriya de l'Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ) a simulé 518 modèles de variations de luminosité de supernovae et les a comparés avec les résultats d'observation. L'équipe a découvert que les modèles avec une couche de matière circumstellaire d'environ 10 % de la masse du Soleil entourant les supernovae correspondaient bien aux observations. Cette matière circumstellaire cache l'éclatement du choc, emprisonnant sa lumière. La collision qui s'ensuit entre l'éjecta de la supernova et la matière circumstellaire crée une forte onde de choc qui produit de la lumière supplémentaire, l'amenant à s'éclaircir plus rapidement.

Moriya explique, "Près de la fin de sa vie, un mécanisme à l'intérieur de l'étoile doit lui faire perdre une masse qui forme alors une couche autour de l'étoile. Nous n'avons pas encore une idée précise du mécanisme à l'origine de cette perte de masse. Une étude plus approfondie est nécessaire pour mieux comprendre le mécanisme de perte de masse. Cela sera également important pour révéler le mécanisme d'explosion des supernovas et l'origine de la diversité des supernovae."

Ces observations ont été effectuées par le télescope Blanco de l'observatoire interaméricain Cerro Tololo pendant six nuits en 2014 et huit nuits en 2015. Les simulations de Moriya ont été effectuées sur le cluster PC du NAOJ Center for Computational Astrophysics. Cette recherche a été publiée dans Astronomie de la nature le 3 septembre, 2018.