Une étoile géante observée 150 jours avant son explosion en supernova

La science astronomique a récemment franchi une étape majeure grâce à l’observation exceptionnelle d’une étoile massive juste avant sa transformation en supernova. Ce phénomène est relativement rare et extrêmement lumineux, observable même dans des galaxies lointaines. En 2022, une telle explosion a été détectée à plus de 10 milliards d’années-lumière de distance.

Les supernovae, résultant de l’explosion d’étoiles massives, présentent un grand intérêt scientifique. Toutefois, prévoir quelle étoile deviendra une supernova et quand cela se produira reste un défi majeur pour les astronomes. La difficulté réside dans l’incapacité d’observer les étoiles progénitrices avant leur explosion. 

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Une étude récente, intitulée Spectroscopic observations of progenitor activity 100 days before a Type Ibn supernova (Observations spectroscopiques de l’activité des progéniteurs 100 jours avant une supernova de type Ibn), apporte de nouvelles perspectives sur ce sujet. Dirigée par Seán Brennan de l’université de Stockholm, cette recherche met en lumière les supernovae de type Ibn, caractérisées par un manque de raies d’hydrogène et des raies d’émission étroites de l’hélium I. Ces caractéristiques suggèrent une interaction avec un matériau circumstellaire riche en hélium.

En avril 2023, une étoile massive dans la galaxie NGC 4388 a explosé, formant la supernova SN 2023fyq, un type rare de supernova Ibn. Cette explosion a été détectée par le Zwicky Transient Facility (ZTF). Peu avant cette explosion, le ZTF avait également capturé l’activité du précurseur. Les chercheurs ont observé une augmentation exponentielle de la luminosité du progéniteur pendant les 150 jours précédant l’explosion. Ils ont également noté que le rayon de la photosphère est resté constant, et les spectres ont révélé un profil complexe et évolutif de l’hélium I. Ces observations suggèrent que l’émission de l’hélium I est similaire dans le progéniteur et la supernova, ce qui implique une structure asymétrique présente avant l’explosion.

L’étude indique que les caractéristiques spectroscopiques pourraient être liées à un matériau circumstellaire dense entourant le progéniteur, ce qui aurait pu conduire à des chocs et des émissions dans ce matériau optiquement épais. Cela expliquerait l’augmentation de la luminosité et le rayon constant. L’observation de SN 2023fyq et de ses derniers instants avant l’explosion souligne que les étoiles progénitrices de supernovae peuvent subir des instabilités majeures peu de temps avant leur disparition. Cette instabilité n’est pas surprenante, car les étoiles massives explosent en supernova lorsqu’elles ne peuvent plus contrer leur propre gravité par la pression de fusion, menant à un effondrement et une explosion cataclysmiques.

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Bien que cette étude apporte des informations précieuses, elle soulève également des questions sur le comportement exact des progéniteurs avant une supernova et leur représentativité dans les modèles d’évolution stellaire actuels. Les astronomes doivent observer plus de progéniteurs de supernovae de différents types pour construire des modèles précis et obtenir des réponses définitives sur ces phénomènes cosmiques. Par ailleurs, Hubble découvre une supernova spectaculaire dans une galaxie lointaine.