Une supernova au moins deux fois plus lumineuse et énergétique, et probablement beaucoup plus massif que tout ce qui a déjà été enregistré a été identifié par une équipe internationale d'astronomes, dirigé par l'Université de Birmingham.

L'équipe, qui comprenait des experts de Harvard, Université Northwestern et Université de l'Ohio, crois la supernova, surnommé SN2016aps, pourrait être un exemple de supernova extrêmement rare à « instabilité de paires pulsatoires », peut-être formé de deux étoiles massives qui ont fusionné avant l'explosion. Leurs conclusions sont publiées aujourd'hui dans Astronomie de la nature .

Un tel événement n'existe jusqu'à présent qu'en théorie et n'a jamais été confirmé par des observations astronomiques.

Dr Matt Nicholl, de l'École de physique et d'astronomie et de l'Institut d'astronomie des ondes gravitationnelles de l'Université de Birmingham, est l'auteur principal de l'étude. Il explique :« Nous pouvons mesurer les supernovae à l'aide de deux échelles :l'énergie totale de l'explosion, et la quantité de cette énergie qui est émise sous forme de lumière observable, ou rayonnement.

"Dans une supernova typique, le rayonnement représente moins de 1 % de l'énergie totale. Mais dans SN2016aps, nous avons découvert que le rayonnement était cinq fois supérieur à l'énergie d'explosion d'une supernova de taille normale. C'est la lumière la plus élevée que nous ayons jamais vue émise par une supernova."

Pour devenir aussi brillant, l'explosion a dû être beaucoup plus énergique que d'habitude. En examinant le spectre lumineux, l'équipe a pu montrer que l'explosion était alimentée par une collision entre la supernova et une énorme coquille de gaz, versé par la star dans les années qui ont précédé son explosion.

"Alors que de nombreuses supernovae sont découvertes chaque nuit, la plupart sont dans des galaxies massives, " a déclaré le Dr Peter Blanchard, de l'Université Northwestern et co-auteur de l'étude. "Celui-ci s'est immédiatement démarqué pour d'autres observations car il semblait être au milieu de nulle part. Nous n'avons pu voir la galaxie où cette étoile est née qu'après la disparition de la lumière de la supernova."

L'équipe a observé l'explosion pendant deux ans, jusqu'à ce qu'il s'estompe à 1 pour cent de sa luminosité maximale. En utilisant ces mesures, ils ont calculé que la masse de la supernova était entre 50 et 100 fois supérieure à celle de notre soleil (masses solaires). En règle générale, les supernovae ont des masses comprises entre 8 et 15 masses solaires.

"Les étoiles avec une masse extrêmement importante subissent des pulsations violentes avant de mourir, secouant un obus à gaz géant. Cela peut être alimenté par un processus appelé l'instabilité de la paire, qui a été un sujet de spéculation pour les physiciens au cours des 50 dernières années, " dit le Dr Nicholl. " Si la supernova obtient le bon timing, il peut rattraper cet obus et libérer une énorme quantité d'énergie lors de la collision. Nous pensons que c'est l'un des candidats les plus convaincants pour ce processus encore observé, et probablement le plus massif."

"SN2016aps contenait également un autre puzzle, " a ajouté le Dr Nicholl. " Le gaz que nous avons détecté était principalement de l'hydrogène, mais une étoile aussi massive aurait généralement perdu tout son hydrogène via les vents stellaires bien avant de commencer à pulser. Une explication est que deux étoiles légèrement moins massives d'environ, disons 60 masses solaires, avaient fusionné avant l'explosion. Les étoiles de masse inférieure conservent leur hydrogène plus longtemps, tandis que leur masse combinée est suffisamment élevée pour déclencher l'instabilité de la paire."

"Trouver cette extraordinaire supernova n'aurait pas pu arriver à un meilleur moment, " selon le professeur Edo Berger, un co-auteur de l'Université Harvard. "Maintenant que nous savons que de telles explosions énergétiques se produisent dans la nature, Le nouveau télescope spatial James Webb de la NASA sera capable de voir des événements similaires si loin que nous pourrons remonter dans le temps jusqu'à la mort des toutes premières étoiles de l'Univers."

Supernova 2016aps a été détectée pour la première fois dans les données du télescope d'enquête panoramique et du système de réponse rapide (Pan-STARRS), un programme de relevés astronomiques à grande échelle. L'équipe a également utilisé les données du télescope spatial Hubble, les observatoires Keck et Gemini, à Hawaii, et les observatoires MDM et MMT en Arizona. Parmi les autres institutions collaboratrices figuraient l'Université de Stockholm, Université de Copenhague, Institut de technologie de Californie, et l'Institut des sciences du télescope spatial.