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« Pour la première fois, nous avons vu une supergéante rouge exploser »

Crédits : Observatoire WM Keck/Adam Makarenko

Des astronomes ont assisté en « temps réel » à la fin de vie dramatique d’une étoile supergéante rouge, observant son autodestruction rapide avant qu’elle ne s’effondre en une supernova de type II. Ces travaux, publiés dans The Astrophysical Journal, défient les idées précédentes sur la façon dont ces objets évoluent juste avant de mourir.

Les supergéantes rouges sont des étoiles relativement massives en train de clôturer leur phase de séquence principale. En d’autres termes, elles ont consommé l’ensemble de leur hydrogène et ne vont pas tarder à mourir. L’enquête Young Supernova Experience a récemment permis de suivre l’évolution de l’un de ces poids lourds en fin de vie.

Dans le cadre de ces travaux, des chercheurs se sont appuyés sur le télescope Pan-STARRS et l’observatoire WM Keck, tous deux à Hawaii. L’étoile massive condamnée avait été détectée pour la première fois à l’été 2020, trahie par ses énormes quantités de rayonnement émis dans l’espace. Environ 130 jours plus tard, à l’automne 2020, elle terminait sa vie en supernova « sous les yeux » des astronomes.

« Il s’agit d’une percée dans notre compréhension de ce que font les étoiles massives quelques instants avant de mourir« , souligne Wynn Jacobson-Galán, de l’Université de Californie à Berkeley et auteur principal de l’étude. « La détection directe de l’activité pré-supernova dans une étoile supergéante rouge n’avait jamais été observée auparavant pour une supernova ordinaire de type II. Pour la première fois, nous avons vu une étoile supergéante rouge exploser !« 

Une fin de vie tumultueuse

Les chercheurs ont rapidement capturé le puissant flash et obtenu le tout premier spectre de l’explosion énergétique, nommé supernova 2020tlf, à l’aide du spectromètre imageur à basse résolution (LRIS) de l’observatoire Keck. Ces données ont témoigné de la présence d’un matériau circumstellaire dense entourant l’étoile au moment de l’explosion. Il s’agissait probablement du même gaz ayant trahi la présence de l’étoile auparavant.

Un examen de suivi de la supernova, opéré depuis l’observatoire Keck, a également permis de déterminer que l’étoile, située jadis dans la galaxie NGC 5731 à environ 120 millions d’années-lumière, était environ dix fois plus massive que le Soleil.

Enfin, cette nouvelle découverte remet en question les idées précédentes sur la façon dont les super-géantes rouges évoluent avant d’exploser.

Auparavant, tous les objets de ce type paraissaient en effet relativement calmes, ne montrant aucun signe d’éruption violente ou d’émission lumineuse. Ici, la détection d’une intense activité rayonnante au cours de la dernière année de cette étoile suggère qu’au moins certaines de ces étoiles doivent subir des changements importants dans leur structure interne avant leur effondrement.