Découverte d’un tout nouveau type de supernova née d’une violente fusion d’étoiles
Des astronomes ont repéré pour la première fois un nouveau type de supernova. Une étoile malchanceuse semble avoir explosé prématurément après être entrée en collision avec un objet extrêmement dense, peut-être un trou noir ou une étoile à neutrons, engendrant une signature unique dans le ciel.
Image d’entête : illustration représentant une étoile massive sur le point d’exploser. L’explosion a été déclenchée lorsque sa compagne, une étoile morte (un trou noir ou une étoile à neutrons), a plongé dans le cœur de l’étoile. (Chuck Carter/ Caltech)
L’histoire commence en 2017, lorsque l’astronome du California Institute of Technology (Caltech) Dillon Dong a repéré un étrange signal dans les données recueillies par le relevé astronomique du radiotélescope Very Large Array (VLA), qui scrute constamment le cosmos à la recherche de sources radio. Ce signal particulier, désigné VT 1210+4956, était une impulsion extrêmement brillante d’ondes radio.
Le professeur Dong a calculé que la cause la plus probable de l’éruption était une étoile en cours de supernova, produisant un signal radio lorsque la matière éjectée interagissait avec une enveloppe de gaz dont l’étoile s’était débarrassée quelques centaines d’années auparavant. Mais cela ne semblait pas être la totalité de l’histoire.
Une autre astronome de Caltech, Anna Ho, a suggéré que les indices pourraient se trouver dans un autre type de signal que le signal radio. L’équipe a donc consulté un catalogue distinct d’événements à rayons X de courte durée, et en a trouvé un qui correspondait à la source radio VT 1210+4956 dans l’espace, mais des années plus tôt.
Selon Dong :
Ces deux événements n’ont jamais été associés l’un à l’autre et, à eux seuls, ils sont très rares.
Quel type d’événement aurait donc pu produire des émissions radio et de rayons X de ce type ? Après une modélisation poussée, l’équipe a finalement opté pour un scénario intriguant.
Les astronomes supposent que l’étoile était en orbite autour d’un cadavre stellaire extrêmement compact, très probablement un trou noir ou une étoile à neutrons. L’attraction gravitationnelle extrême de cet objet aurait aspiré le gaz de l’étoile au fil du temps, en rejetant une partie dans l’espace pour former une forme de « beignet » autour de l’étoile.
Les débris en mouvement rapide provenant de l’explosion d’une supernova déclenchée par une collision stellaire s’écrasent sur la matière projetée auparavant, et les chocs provoquent une émission radio brillante observée par le VLA. (Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF)
Finalement, le cadavre stellaire aurait été attiré dans l’étoile, provoquant une explosion soudaine en supernova bien avant son heure. Un jet de matière aurait été éjecté du cœur de l’étoile lors de son effondrement, produisant les rayons X. Des années plus tard, le souffle de l’étoile en explosion aurait atteint le beignet de gaz qui l’entourait, produisant une explosion d’ondes radio que le VLA a capté.
On a longtemps prédit l’existence de ce type de supernova déclenchée par une fusion, mais aucune n’a jamais été détectée auparavant.
Selon Gregg Hallinan, professeur d’astronomie à Caltech :
Les étoiles massives explosent généralement en supernovae lorsqu’elles n’ont plus de combustible nucléaire. Mais dans ce cas, un trou noir ou une étoile à neutrons envahissante a prématurément déclenché l’explosion de son étoile compagne.
L’étude publiée dans Science : A transient radio source consistent with a merger-triggered core collapse supernova et présentée sur le site du California Institute of Technology : A Black Hole Triggers a Premature Supernova.