Des astronomes observent un phénomène rare qui témoignerait d’une supernova ratée

Les supernovas sont des événements spectaculaires marqués par l’explosion d’étoiles massives, qui se transforment souvent en trous noirs ou en étoiles à neutrons. Cependant, certains astronomes viennent de découvrir un phénomène rare : une étoile massive qui semble s’être effondrée en trou noir sans l’éclat lumineux caractéristique d’une supernova. Ce cas, observé dans la galaxie d’Andromède, offre une occasion unique d’étudier ce que l’on appelle une « supernova ratée ».

Un phénomène inédit observé dans la galaxie d’Andromède

L’étoile en question, nommée M31-2014-DS1, se trouvait à environ 2,5 millions d’années-lumière de la Terre dans la galaxie d’Andromède. Il s’agit d’une supergéante 20 fois plus massive que notre Soleil. En 2014, elle était facilement détectable par les télescopes, mais entre 2016 et 2023, sa luminosité a progressivement diminué, jusqu’à devenir totalement invisible en 2023. Ce phénomène inattendu a intrigué les astronomes, qui ont suivi l’évolution de l’étoile durant plusieurs années.

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En temps normal, l’effondrement d’une étoile aussi massive aurait entraîné une explosion de supernova, un éclat lumineux de grande envergure. Toutefois, aucune trace de ce genre d’événement n’a été observée. Cela a conduit les chercheurs à proposer que cette étoile ait subi ce qu’on appelle une « supernova ratée », un phénomène jusqu’alors peu documenté. Leur étude, publiée sur arXiv, suggère que l’étoile s’est effondrée directement en trou noir, sans éclat visible.

Selon les chercheurs, l’atténuation soudaine et prolongée de la lumière de M31-2014-DS1 est exceptionnelle dans le contexte de l’évolution des étoiles massives. L’absence totale d’éclats lumineux dans une telle proximité de la Terre renforce l’idée qu’il s’agit d’un exemple de « supernova ratée », où l’étoile s’effondre sans produire d’explosion.

L’effondrement stellaire sans explosion

Pour comprendre cette observation, il faut se pencher sur la manière dont les étoiles massives évoluent. Lorsqu’elles arrivent en fin de vie, ces étoiles épuisent leur réserve d’hydrogène et commencent à fusionner des éléments plus lourds dans leur cœur. À un certain moment, ce noyau se compose principalement de fer, un élément qui ne peut plus fusionner pour libérer de l’énergie. Sans cette pression énergétique, la gravité l’emporte, et l’étoile s’effondre sur elle-même.

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Dans les étoiles les plus massives, cet effondrement provoque normalement une explosion colossale, éjectant des couches externes et libérant d’énormes quantités d’énergie, ce qui donne lieu à une supernova. Cependant, dans certains cas, comme celui de M31-2014-DS1, l’étoile peut ne pas libérer cette énergie, sombrant directement dans l’obscurité pour devenir un trou noir. Ce phénomène est particulièrement difficile à observer, car il ne génère pas l’éclat lumineux qui caractérise les supernovas classiques.

Confirmation du trou noir et des études à venir

Les astronomes ont utilisé les données du télescope spatial NEOWISE pour suivre l’évolution de M31-2014-DS1. Au fil des années, les observations ont montré que l’étoile s’est progressivement estompée, pour finir par disparaître totalement du champ de vision en 2023. En l’absence d’une explosion lumineuse, les chercheurs ont conclu que près de 98 % de la masse de l’étoile s’était effondrée dans un trou noir d’environ 6,5 fois la masse du Soleil.

Cette observation rare fait de M31-2014-DS1 l’un des premiers exemples observés de supernova ratée. Les astronomes comparent cette découverte à celle de N6946-BH1, un autre candidat de ce type, situé dans la galaxie NGC 6946, à 22 millions d’années-lumière. Pour confirmer définitivement qu’un trou noir est né de cet effondrement sans explosion, les scientifiques prévoient de poursuivre leurs observations, en particulier pour détecter d’éventuelles émissions de rayons X provenant de ces objets célestes. Par ailleurs, des astronomes font une étrange découverte aux confins du Système solaire.

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