Les supernovae super lumineuses sont les explosions les plus brillantes de l'Univers. En quelques mois à peine, une supernova ultra-lumineuse peut libérer autant d'énergie que notre Soleil pendant toute sa durée de vie. Et à son apogée, il peut être aussi brillant qu'une galaxie entière.
L'une des supernovae super lumineuses (SLSN) les plus étudiées s'appelle SN 2006gy. Son origine est incertaine, mais maintenant des chercheurs suédois et japonais disent qu'ils auraient pu comprendre la cause: une interaction cataclysmique entre une naine blanche et son partenaire massif.
SN 2006gy se trouve à environ 238 millions d'années-lumière dans la constellation de Persée. Il se trouve dans la galaxie spirale NGC 1260. Il a été découvert en 2006, comme son nom l'indique, et a été étudié par des équipes d'astronomes à l'aide de l'Observatoire Chandra X-Ray, de l'Observatoire Keck et d'autres.
"Ce fut une explosion vraiment monstrueuse, cent fois plus énergique qu'une supernova typique."
Nathan Smith, UC Berkeley
Lorsque SN 2006gy a été découvert, Nathan Smith de UC Berkeley dirigeait une équipe d'astronomes de UC et de l'Université du Texas à Austin. "Ce fut une explosion vraiment monstrueuse, cent fois plus énergique qu'une supernova typique", a déclaré Smith. «Cela signifie que l'étoile qui a explosé aurait pu être aussi massive qu'une étoile, environ 150 fois celle de notre soleil. Nous n'avons jamais vu cela auparavant. "
Ces types d'étoiles existaient principalement dans l'Univers primitif, pensaient les astronomes à l'époque. Ainsi, assister à l'explosion de celui-ci a donné aux astronomes un regard rare sur un aspect de l'Univers primitif.
Ce n'est pas seulement la production d'énergie de SN 2006gy qui a attiré l'attention. Le SLSN affiche quelques lignes d'émission curieuses qui ont intrigué les astronomes. Maintenant, une équipe de chercheurs pense avoir découvert ce qui se cache derrière SN 2006gy. Leur article s'intitule «Une supernova de type Ia au cœur de la SN 2006gy transitoire superlumineuse». Il est publié dans la revue Science.
L'équipe comprend des chercheurs de l'Université de Stockholm en Suède et des collègues de l'Université de Kyoto, de l'Université de Tokyo et de l'Université d'Hiroshima. L'équipe a vu des raies d'émission de fer qui sont apparues environ un an après la supernova. Ils ont exploré plusieurs modèles pour expliquer le phénomène et en ont choisi un.
«Personne n'avait testé pour comparer les spectres du fer neutre, c'est-à-dire le fer que tous les électrons conservaient, avec les raies d'émission non identifiées dans SN 2006gy, car le fer est normalement ionisé (un ou plusieurs électrons retirés). Nous l'avons essayé et avons vu avec enthousiasme comment ligne après ligne s'alignait exactement comme dans le spectre observé », explique Anders Jerkstrand, Département d'astronomie, Université de Stockholm.
"Il est devenu encore plus excitant quand il s'est avéré rapidement que de très grandes quantités de fer étaient nécessaires pour fabriquer les lignes - au moins un tiers de la masse du Soleil - qui ont directement exclu certains anciens scénarios et en ont révélé un nouveau à la place."
La nouvelle impliquait une étoile allant en supernova et interagissant avec une coquille dense préexistante de matériau circumstellaire.
Selon les résultats de l'équipe, SN 2006gy a commencé comme une double étoile. Une étoile était une naine blanche de taille similaire à la Terre. La seconde était une étoile massive et riche en hydrogène qui était aussi grande que l'ensemble de notre système solaire. La paire était en orbite étroite.
La plus grande étoile en était aux derniers stades de son évolution et se développait au fur et à mesure que du nouveau carburant s'enflammait. Au fur et à mesure que son enveloppe s'élargissait, la naine blanche était attirée par la plus grande étoile, en spirale vers le centre.
Pendant l'en-spirale de la naine blanche, l'étoile la plus massive a expulsé une partie de son enveloppe. Cela s'est produit moins d'un siècle avant la supernova. Finalement, la naine blanche a atteint le centre et est devenue instable. Elle a ensuite explosé en supernova de type Ia. Lorsque la supernova a explosé, le matériau a claqué dans l'enveloppe expulsée. Cette collision titanesque a produit le flux lumineux extrême du SN 2006gy et des lignes d'émission curieuses.
"Qu'une supernova de Type Ia semble être derrière SN 2006gy bouleverse ce que la plupart des chercheurs ont cru", explique Anders Jerkstrand.
«Le fait qu'une naine blanche puisse être en orbite étroite avec une étoile massive riche en hydrogène et exploser rapidement en tombant au centre donne de nouvelles informations importantes pour la théorie de l'évolution de la double étoile et les conditions nécessaires pour qu'une naine blanche explose.»
SN 2006gy était extrêmement brillant, mais d'autres se sont rapprochés.
Une autre supernova, SN 2005ap, était plus brillante que SN 2006gy, mais seulement à son apogée. La luminosité maximale de SN 2005ap n'a duré que quelques jours. Ensuite, il y a le SN 2015L (également appelé ASASSN-15lh) qui était encore plus brillant. Bien qu'elle ait semblé être une supernova superlumineuse, sa nature est toujours contestée. Au pic de luminosité, SN 2015L était 570 milliards de fois plus lumineux que le Soleil et 20 fois plus lumineux que la lumière combinée émise par la Voie lactée.
Plus:
- Communiqué de presse: Nouvelles perspectives sur les explosions les plus brillantes de l'Univers
- Document de recherche: une supernova de type Ia au cœur de la SN transitoire superlumineuse 2006gy
- Wikipédia: Supernovae superlumineuses
