Les astronomes ont été aux premières loges pour assister à la mort explosive d’une étoile située à 60 millions d’années-lumière. Ils ont été témoins de l’événement grâce à des télescopes au sol et dans l’espace, dont le télescope spatial Hubble.

Ces observations ont non seulement permis de comprendre ce qui se passe avant la mort d’une étoile, mais elles pourraient également aider les astronomes à mettre au point un système d’alerte précoce pour les étoiles qui sont sur le point de mourir.

« Nous avions l’habitude de parler du travail sur les supernovas comme si nous étions des enquêteurs sur une scène de crime, où nous arrivions après les faits et essayions de comprendre ce qui était arrivé à cette étoile », a déclaré Ryan Foley, chef de l’équipe de découverte et professeur adjoint au département d’astronomie et d’astrophysique de l’Université de Californie à Santa Cruz.

La supernova, appelée SN 2020fqv, est située dans les galaxies Papillon en interaction, qui se trouvent dans la constellation de la Vierge. Alors que la mort de l’étoile s’est produite il y a des millions d’années, la lumière de la supernova n’atteint la Terre que maintenant.

La supernova a été découverte en avril 2020 par des astronomes utilisant le Zwicky Transient Facility à l’Observatoire Palomar de l’Institut de technologie de Californie à San Diego. L’événement céleste était également observé par le Transiting Exoplanet Survey Satellite, ou TESS, de la NASA. Les scientifiques utilisent principalement TESS pour rechercher des planètes en dehors de notre système solaire, mais le satellite observe également les étoiles et a fait d’autres découvertes que la recherche d’exoplanètes.

DES OBSERVATIONS PIONNIÈRES AVANT LA MORT D’UNE ÉTOILE

Après cette découverte, les astronomes ont rapidement orienté Hubble, ainsi que des télescopes terrestres, vers la supernova. L’ensemble de ces observations a permis d’obtenir une vue d’ensemble complète des premiers instants de la mort de l’étoile et de ce qui a suivi.

Hubble a pu repérer de la matière circumstellaire autour de l’étoile peu après l’explosion. L’étoile vieillissante a libéré cette matière au cours de la dernière année avant sa mort, permettant aux astronomes d’avoir un aperçu de ce qui s’est passé avant la supernova.

« Nous avons rarement l’occasion d’examiner ce matériau circumstellaire très proche car il n’est visible que pendant une très courte période, et nous ne commençons généralement pas à observer une supernova avant au moins quelques jours après l’explosion », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Samaporn Tinyanont, chercheur postdoctoral à l’Université de Californie, Santa Cruz, dans un communiqué. « Pour cette supernova, nous avons pu faire des observations ultra-rapides avec Hubble, ce qui a donné une couverture sans précédent de la région juste à côté de l’étoile qui a explosé. »

Une étude détaillant ces résultats sera bientôt publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

DES DONNÉES INESTIMABLES PEUVENT AIDER À TROUVER D’AUTRES SUPERNOVAS

Pour mieux comprendre l’histoire de l’étoile, l’équipe de recherche a utilisé les observations précédentes de l’objet astronomique réalisées par Hubble au cours des dernières décennies. Et TESS avait capturé une image de l’étoile toutes les 30 minutes pendant plusieurs jours avant que la supernova ne se produise, ainsi que pendant l’événement et pendant plusieurs semaines après.

Il en est ressorti un portrait de la vie de l’étoile sur plusieurs décennies avant qu’elle ne meure dans une explosion spectaculaire.

« Maintenant, nous avons toute l’histoire de ce qui est arrivé à l’étoile dans les années qui ont précédé sa mort, jusqu’au moment de sa mort, et ensuite les conséquences de celle-ci « , a déclaré Foley. « C’est vraiment la vue la plus détaillée d’étoiles comme celle-ci dans leurs derniers moments et comment elles explosent ».

Les chercheurs appellent cet événement « la pierre de Rosette des supernovas ». Tout comme les trois langues figurant sur la célèbre tablette de pierre antique, trois méthodes ont aidé l’équipe de recherche à en savoir plus sur l’étoile.

Les données d’archives de Hubble, les modèles théoriques et les observations de la supernova ont aidé l’équipe à déterminer la masse de l’étoile, environ 14 à 15 fois la masse du soleil, avant son explosion. Afin de comprendre comment les étoiles massives meurent, il est impératif de connaître leur masse.

Les gens utilisent souvent le terme « pierre de Rosette ». Mais c’est la première fois que nous avons pu vérifier la masse avec ces trois méthodes différentes pour une supernova, et toutes sont cohérentes », a déclaré Tinyanont. « Maintenant, nous pouvons aller de l’avant en utilisant ces différentes méthodes et en les combinant, parce qu’il y a beaucoup d’autres supernovas pour lesquelles nous avons les masses d’une méthode mais pas d’une autre. »

Sur la base du modèle de comportement observé avant cette supernova, les scientifiques pourraient être en mesure d’appliquer leurs découvertes pour trouver d’autres étoiles au bord de l’explosion. Avant d’exploser, les étoiles deviennent plus actives et libèrent de la matière.

« Cela pourrait être un système d’alerte », a déclaré Foley. « Si vous voyez une étoile commencer à s’agiter un peu, à faire des siennes, nous devrions peut-être y prêter plus d’attention et essayer de comprendre ce qui s’y passe avant qu’elle n’explose. Comme nous trouvons de plus en plus de ces supernovas avec ce genre d’excellent ensemble de données, nous serons en mesure de mieux comprendre ce qui se passe dans les dernières années de la vie d’une étoile. »