— Jurik Peter / Shutterstock.com

Des astronomes ont repéré la première supernova engendrée par la collision d’un astre avec un trou noir ou une étoile à neutrons, dans une galaxie lointaine située à environ 500 millions d’années-lumière.

Des observations inédites

Il existe deux principaux types de supernovas : celles à effondrement de cœur, impliquant l’effondrement gravitationnel d’une étoile massive, et celles dites thermonucléaires, où une naine blanche, après avoir accumulé de la matière provenant d’une étoile voisine ou être entrée en collision avec cette dernière, explose. Se produisant en théorie uniquement dans certains systèmes binaires et constituant une variation du premier scénario, la supernova récemment décrite a été déclenchée par une collision d’objets cosmiques.

Le type de supernova le plus courant est la supernova à effondrement du cœur, se produisant lorsqu’une étoile massive n’a plus de combustible à brûler et s’effondre. « C’est une étoile qui meurt de vieillesse », explique Dillon Dong, de l’Institut de technologie de Californie à Pasadena. « Mais nous avons découvert que les étoiles massives pouvaient en fait mourir beaucoup plus tôt. »

Dans le cadre de travaux récemment publiés dans la revue Science, Dong et ses collègues ont étudié les données collectées par le Very Large Array Sky Survey (VLA) en 2017 et 2018, afin d’identifier des objets radio-émetteurs qui auraient été omis par les précédentes recherches. La découverte d’un pic de rayonnement beaucoup plus intense que les autres (un évènement nommé VT 1210+4956) a donné lieu à des observations de suivi et à une analyse méticuleuse des données d’archives, ayant conduit à la mise en évidence d’une explosion de rayons gamma provenant de la même région du cosmos en 2014.

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

Une supernova précoce

La combinaison de toutes ces informations a offert aux chercheurs une image claire de l’histoire de l’objet. Leurs calculs ont montré qu’il s’agissait d’un astre massif orbitant autour d’un cadavre stellaire compact (une étoile à neutrons ou un trou noir). L’attraction gravitationnelle extrême de cet objet aurait aspiré le plasma de l’étoile au fil du temps, en rejetant une partie dans l’espace pour former une sorte de « beignet » autour de celle-ci. En fin de compte, le cadavre stellaire aurait été attiré dans l’étoile, provoquant une supernova précoce.

« Il faut imaginer un objet très massif labourant l’eau, qui va créer des vagues et générer des éclaboussures », explique Dong. « La même chose se produit avec la matière à l’intérieur de l’étoile. »

Finalement, l’objet compact a perturbé le cœur de l’étoile, créant le puissant jet qui a été observé en 2014. À un rythme un peu plus lent, l’étoile entière a explosé, provoquant une onde de choc à travers la coquille de matière qui, à son tour, a créé les ondes radio qui ont conduit Dong et ses collègues à étudier cette explosion.

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