Des astronomes repèrent la supernova la plus brillante jamais observée

Des astronomes ont repéré la plus brillante et la plus énergique supernova jamais répertoriée. L’événement, connu sous le nom de SN2016aps, pourrait être le résultat de la fusion de deux étoiles puis de leur explosion, avant que la poussière ne se soit complètement installée.

Image d’entête : représentation artistique d’une supernova. (Aaron Geller)

Les supernovæ sont parmi les événements les plus énergétiques du cosmos, se produisant lorsque les étoiles d’une certaine masse épuisent leur carburant. À ce moment-là, elles se débarrassent de leurs couches extérieures dans un spectaculaire éclat de lumière, tandis que leur noyau s’effondre en un objet incroyablement dense comme une naine blanche, une étoile à neutrons ou un trou noir.

Les supernovae elles-mêmes sont un phénomène très courant pour les astronomes, mais SN2016aps était spécial. Elle était au moins deux fois plus brillante et énergétique que toutes les autres supernovae observées, et semblait impliquer une masse bien plus importante qu’à l’habitude.

Selon Matt Nicholl, auteur principal d’une nouvelle étude (lien plus bas) décrivant l’événement :

Nous pouvons mesurer les supernovae en utilisant deux échelles : l’énergie totale de l’explosion, et la quantité de cette énergie qui est émise sous forme de lumière observable, ou radiation. Dans une supernova typique, le rayonnement représente moins de 1% de l’énergie totale. Mais dans SN2016aps, nous avons découvert que le rayonnement était 5 fois plus important que l’énergie d’explosion d’une supernova de taille normale. C’est la plus grande quantité de lumière que nous n’ayons jamais vue émise par une supernova.

SN2016aps a été repéré pour la première fois en 2016 par le programme d’étude astronomique à grande échelle Pan-STARRS à Hawaii, et il a été observé pendant deux ans jusqu’à ce qu’il disparaisse finalement pour atteindre environ 1% de sa luminosité maximale. Les données recueillies pendant cette période ont permis aux chercheurs de commencer à reconstituer ce qui s’est passé.

Normalement, les supernovae impliquent entre 8 et 15 masses solaires, mais l’équipe a calculé que SN2016aps impliquait 50 à 100 fois la masse du Soleil. De plus, le spectre lumineux suggérait que la luminosité supplémentaire provenait de la collision de la supernova avec une autre enveloppe de gaz.

Ces deux facteurs peuvent être expliqués par un événement appelé “supernova par production de paires pulsationnelle » (pulsational pair-instability supernova), qui a été théorisé pendant des décennies mais jamais observé. En gros, deux étoiles sont entrées en collision dans le passé, créant ainsi une nouvelle étoile instable. Cette dernière aurait à son tour semé les graines d’une supernova (supernovae imposteuse) aussi puissante.

Cet événement ressemble à une supernova très brillante, mais seule une partie de la masse de l’étoile est emportée dans l’espace, laissant derrière elle une étoile de masse inférieure qui finira par subir une véritable supernova.

Une supernova par production de paires est moins probable, mais reste une possibilité. C’est alors que le noyau d’une étoile massive est si chaud qu’il produit des paires électron-positon, réduisant la pression de radiation qui empêche l’effondrement de l’étoile. Il en résulte une explosion nucléaire en fuite qui fait complètement exploser l’étoile, sans même laisser un reste de noyau.

Selon Nicholl :

Les étoiles de masse extrêmement importante subissent de violentes pulsations avant de mourir, en se détachant d’une gigantesque coquille de gaz. Cela peut être alimenté par un processus appelé l’instabilité de la paire, qui fut un sujet de spéculation pour les physiciens au cours des 50 dernières années. Si la supernova arrive au bon moment, elle peut rattraper cette coquille 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 déjà observé, et probablement le plus massif.

L’étude publiée dans Nature Astronomy : An extremely energetic supernova from a very massive star in a dense medium et présentée sur le site de l’Université de Birmingham : Scientists discover supernova that outshines all others.