Une mystérieuse explosion dans une région vide de l’espace intrigue les astronomes
Il semble que chaque fois que les astronomes parviennent à comprendre un phénomène cosmique, un nouveau surgit et les renvoie à leur planche de travail. Hubble a repéré une étrange explosion de lumière dans une région de l’espace où il ne semblait pas y avoir de déclencheur.
Il y a quelques années, des astronomes ont officiellement décrit un nouveau type d’explosion dans l’espace : les transitoires optiques bleus rapides lumineux (LFBOT pour fast blue optical transient), ou plus simplement les FBOT. Ce nom décrit bien ce dont il s’agit : des éclairs lumineux très brillants dans la partie optique du spectre, qui ont tendance à briller fortement dans les longueurs d’onde bleues avant de s’estomper en quelques jours.
Image d’entête : représentation artistique de « The Finch », une explosion récemment découverte dans l’espace qui défie toute explication. (NASA, ESA, NOIRLab de la NSF, M. Garlick , M. Zamani)
Seuls quelques exemples de LFBOT ont été identifiés dans des données remontant à 2016, mais leurs caractéristiques communes ont permis aux astronomes de dresser une liste d’hypothèses sur leur origine. Le principal candidat était un événement rare appelé supernova à effondrement de cœur, qui se produit lorsqu’une étoile géante épuise ses réserves de carburant et explose sous l’effet de sa propre gravité.
Mais voilà qu’un nouveau LFBOT vient bouleverser la donne. Désigné AT2023fhn et surnommé “The Finch”, cet événement a été découvert par le télescope Zwicky Transient Facility (ZTF/ États-Unis) le 10 avril 2023 et, à première vue, il présentait toutes les caractéristiques habituelles. Il était brillant, bleu et s’estompait en quelques jours. L’analyse de son spectre par le télescope Gemini Sud a permis d’estimer sa température à 20 000 °C.
Ce n’est que lorsque Hubble a jeté un coup d’œil que tout s’est débloqué. Lorsque l’emblématique télescope a localisé l’objet dans l’espace, il est devenu évident que les hypothèses habituelles ne s’appliquaient pas. Les précédents LFBOT ont tous été découverts à l’intérieur de galaxies où la formation d’étoiles est active, mais le Finch semble flotter seul dans l’espace intergalactique, à au moins 15 000 années-lumière de la galaxie la plus proche. Les étoiles géantes qui meurent en supernovae à effondrement de cœur n’ont qu’une courte durée de vie, elles ne devraient pas avoir eu le temps de flotter jusqu’à une poche d’espace aussi isolée.
Image Hubble de l’explosion surnommée The Finch, indiquée par les lignes rouges. La galaxie la plus proche étant située à plus de 15 000 années-lumière, les astronomes ne peuvent en expliquer la cause. (NASA, ESA, STScI, A. Chrimes (Université Radboud))
Selon Ashley Chrimes, auteur principal de l’étude (lien plus bas) :
Plus nous en apprenons sur les LFBOT, plus elles nous surprennent. Nous avons maintenant montré que les LFBOT peuvent se produire très loin du centre de la galaxie la plus proche, et l’emplacement de Finch ne correspond pas à ce que nous attendons pour n’importe quel type de supernova.
Les astronomes envisagent d’autres explications possibles, notamment une étoile déchiquetée par un trou noir de masse intermédiaire ou une collision entre deux étoiles à neutrons. Si l’une de ces étoiles à neutrons est une version fortement magnétisée, connue sous le nom de magnétar, la luminosité pourrait être 100 fois supérieure à celle d’une supernova ordinaire.
Toujours selon Chrimes :
Cette découverte pose beaucoup plus de questions qu’elle n’apporte de réponses. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour déterminer laquelle des nombreuses explications possibles est la bonne.
L’équipe indique que des observations complémentaires effectuées par le télescope spatial James Webb pourraient révéler de nouveaux indices. Par exemple, l’explosion pourrait provenir d’un amas globulaire d’étoiles situé dans le halo externe d’une galaxie voisine, ce qui donnerait du poids à l’hypothèse du trou noir.
L’étude publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : AT2023fhn (the Finch): a Luminous Fast Blue Optical Transient at a large offset from its host galaxy et présentée sur le site du Hubble : Hubble finds bizarre explosion in unexpected place.