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Une étoile explose, survit, puis explose à nouveau

Supernova remnant Cassiopeia A. Crédits : NASA / JPL-Caltech / STScI / CXC / SAO

Habituellement, lorsqu’une étoile explose en supernova, elle meurt, disperse ses éléments, et c’est terminé. Mais une nouvelle découverte pourrait changer la façon dont nous appréhendons la « mort des étoiles ». L’une d’elles a en effet explosé, a survécu, avant d’exploser à nouveau, 60 ans plus tard.

Une supernova, c’est un peu comme le bouquet final d’un feu d’artifice ; une fois qu’il est passé, vous pouvez rentrer chez vous. Chaque supernova jusqu’ici observée a en effet toujours été considérée comme l’explosion finale d’une étoile. Une étude publiée ce jeudi dans la revue Nature vient pourtant bousculer les codes, remettant en question tout ce que l’on pensait savoir du fonctionnement des supernovae. Une équipe d’astronomes a en effet annoncé avoir observé une étoile qui semble survivre à toutes ces explosions. Qualifiée de « zombie » par les chercheurs, iPTF14hls, que vous retrouverez à un milliard d’années-lumière de la Terre, a depuis 1954 survécu non pas à une, mais à cinq explosions différentes.

Découverte en 2014, iPTF14hls n’a au départ surpris personne. Elle ressemblait à n’importe quelle autre supernova dans le ciel, classée de Type II-P. Pour ce genre d’étoile en fin de vie, le noyau commence à s’effondrer en une étoile à neutrons, envoyant une onde de choc à travers l’enveloppe externe riche en hydrogène qu’elle éjecte dans l’espace. La matière éjectée est ensuite ionisée par l’onde de choc ; plus tard, elle se refroidit et se recombine. Jusqu’ici, rien d’extraordinaire. Mais dans les mois qui suivirent son explosion, iPTF14hls s’est de nouveau éclaircie. En plus de 600 jours d’observation, l’étoile se serait ainsi éclairée plusieurs fois — au moins cinq fois en moins de trois ans. Habituellement, les supernovae atteignent un pic de luminosité, brillent pendant quelques mois, puis s’assombrissent progressivement.

Intrigués, les astronomes de l’Observatoire Las Cumbres, à l’origine de l’observation, ont ensuite examiné les données archivées et ont découvert qu’une explosion similaire avait été observée dans cette même portion du ciel en 1954. « Cette supernova brise tout ce que nous pensions savoir sur leur fonctionnement », a déclaré Iair Arcavi, chercheur principal à l’Université de Californie à Santa Barbara, et à l’Observatoire Las Cumbres. « C’est le plus grand puzzle que j’ai rencontré en près d’une décennie d’étude des explosions stellaires ».

Alors, comment expliquer cette résurrection ? Pour les chercheurs, iPTF14hls pourrait être le premier exemple connu de « supernova par production de paires », une théorie selon laquelle les étoiles dont la masse atteint au moins celle de 100 soleils (entre 95 et 130, plus précisément), ce qui pourrait être le cas ici, pourraient ainsi exploser plusieurs fois avant de mourir, chaque explosion projetant d’importantes quantités de matière dans l’espace et produisant un important rayonnement. « Il est possible que ce soit le résultat d’une étoile si massive et si chaude qu’elle a généré de l’antimatière dans son noyau », commente auprès de la BBC Daniel Kasen, de l’Université de Californie à Berkeley, coauteur de l’étude. « L’étoile deviendrait ainsi violemment instable et subirait des éruptions lumineuses répétées sur plusieurs années ».

Coriace, mais pas immortelle. En effet, la dernière explosion, observée en septembre 2014, pourrait bien lui avoir finalement été fatale. Toujours est-il que cette étoile défit encore aujourd’hui tous les a priori.

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