Une supernova inhabituelle étudiée par de multiples télescopes, y compris le télescope SOAR et d'autres télescopes de l'observatoire interaméricain Cerro Tololo (CTIO) de la National Science Foundation (NSF) et de l'observatoire national de Kitt Peak (KPNO) de la NSF, est censé annoncer la naissance d'un nouveau trou noir ou étoile à neutrons, capturé au moment exact de sa création. Des observations faites avec des installations allant des rayons X aux longueurs d'onde optiques et radio ont été utilisées pour comprendre cet événement remarquable. Ces observations multi-messagers donnent aux astronomes un rare aperçu de la physique en jeu lors de la création d'un trou noir ou d'une étoile à neutrons.

Une lueur mystérieuse et brillante

Le 16 juin, En 2018, un télescope d'étude du ciel à Hawai'i a alerté la communauté astronomique de l'apparition soudaine d'un nouvel objet dans le ciel. C'était semblable à une supernova, sauf que ça s'éclaircit, puis s'est évanoui, plus rapide qu'une supernova classique, et était intrinsèquement plus brillant à son apogée. Une supernova (de nova signifiant "nouvelle" étoile) est une explosion soudaine d'une étoile massive qui a atteint la fin de sa durée de vie, conduisant à la formation d'un trou noir ou d'une étoile à neutrons. L'objet transitoire, attribué la désignation AT2018vache, a été immédiatement surnommé « la vache » en raison des 3 dernières lettres de son nom. "La vache" est située dans une galaxie relativement proche, à seulement 200 millions d'années-lumière de notre propre galaxie de la Voie lactée en direction de la constellation d'Hercule.

Il faut une équipe

Immédiatement après avoir reçu l'alerte, une équipe de recherche internationale dirigée par Raffaella Margutti (Northwestern University) est entrée en action et a commencé à observer la source inhabituelle à travers le spectre électromagnétique - aux rayons X, optique, longueurs d'onde infrarouges et radio. Des télescopes du monde entier ont contribué à l'effort en utilisant la spectroscopie pour décoder la nature de la source. Parmi les télescopes qui ont contribué, il y avait le télescope de recherche astrophysique austral (SOAR) au Chili dont les instruments ont obtenu les spectres de la vache. Avec des spectres, qui étendent la lumière sous la forme d'un arc-en-ciel, les astronomes ont pu rapidement confirmer que la matière s'étendait de l'objet jusqu'à 10 % de la vitesse de la lumière.

Régis Cartier, qui a fait les observations SOAR, mentionné, "Presque dès le début, j'ai réalisé que ce transitoire était spécial. C'était rapide, bleu et lumineux, différent de n'importe quelle supernova vue auparavant. J'ai laissé tomber tout ce sur quoi je travaillais pour me concentrer sur la compréhension de cet événement." En plus du télescope SOAR, d'autres télescopes du CTIO et du KPNO de la NSF ont imagé l'objet et ont contribué à une image plus large alors que la vache s'estompait.

Une vache presque nue

Parce que l'étoile effondrée était entourée d'une quantité relativement faible de débris, l'équipe a pu regarder à travers les débris et avoir un aperçu du "moteur central" de l'objet. This rare event will help astronomers better understand the physics at play within the first moments of the creation of a black hole or neutron star. The results were presented today at this week's meeting of the American Astronomical Society in Seattle, Washington.

"We think that 'The Cow' is the formation of an accreting black hole or neutron star, " said Giacomo Terreran (Northwestern University), who led the CTIO observations. "We know from theory that black holes and neutron stars form when a star dies, but we've never seen them right after they are born." This event may represent a new class of objects within the category known as fast luminous transients.

A Whole New World of Transients

Although a supernova like the Cow has never been seen before, Cartier expects that astronomers will detect larger numbers of such rare events in the future. Now that surveys are searching for sources that vary on a wider range of timescales, "we've already discovered a whole family of fast transients that we didn't know existed, " noted Cartier.

The SOAR telescope is gearing up to help us understand these new events. Said Dr. Jay Elias, Director of SOAR, "The SOAR telescope was designed from the start to provide flexible instrument configurations, allowing it to respond quickly to events like this. There are many astronomical surveys observing interesting transient events, as well as other events, such as last year's kilonova detected by LIGO, which was also observed at SOAR. Very soon, there will be even more interesting transient events from the Large Synoptic Survey Telescope (LSST) and other large-scale survey telescopes." The LSST is a new telescope being built on the same mountaintop as the SOAR telescope with major funding from NSF:it will conduct a 10-year survey of the sky with special emphasis on transient events.