Une découverte intrigante a émergé du monde de l’astronomie, mettant en lumière un phénomène unique qui pourrait changer notre compréhension des explosions stellaires. Les recherches en cours suggèrent la possibilité d’une explosion cosmique particulièrement complexe, résultant d’interactions inhabituelles entre des étoiles en fin de vie.
Une équipe d’astronomes, utilisant de nombreux télescopes, a découvert une possible superkilonova qui a explosé non pas une, mais deux fois. Les preuves montrent que cet événement rare pourrait être une superkilonova inédite, une kilonova déclenchée par une supernova. Les astronomes avaient déjà théorisé l’existence d’un tel phénomène, mais il n’avait jamais été observé jusqu’à présent.
Le travail a été publié dans la revue The Astrophysical Journal Letters, le 15 décembre 2025.
Supernovas et kilonovas
Lorsque les étoiles les plus massives atteignent la fin de leur vie, elles explosent en supernovas spectaculaires, semant l’univers d’éléments plus lourds, tels que le carbone et le fer.
Une autre forme d’explosion, la kilonova, se produit lorsque deux étoiles denses et mortes, appelées étoiles à neutrons, entrent en collision, formant des éléments encore plus lourds, comme l’or et l’uranium. Les éléments créés par ces explosions figurent parmi les briques essentielles de la formation des étoiles et des planètes.
À ce jour, seule une kilonova a été clairement confirmée : l’événement historique connu sous le nom de GW170817, survenu en 2017. Dans ce cas, deux étoiles à neutrons se sont heurtées, envoyant des ondulations dans l’espace-temps, appelées ondes gravitationnelles, ainsi que des vagues de lumière à travers le cosmos.
L’observatoire LIGO, de la National Science Foundation, et son partenaire européen Virgo ont détecté les ondes gravitationnelles de l’explosion. Des dizaines de télescopes terrestres et spatiaux à travers le monde ont observé cet événement lumineux.
Les trois phases d’une superkilonova théorique sont imaginées dans cette conception artistique. L’effondrement d’une étoile massive en rotation rapide crée deux petites étoiles à neutrons (dont l’une a moins de masse que notre Soleil), qui s’entrechoquent immédiatement, générant une kilonova riche en métaux lourds. Crédit : Caltech/K. Miller et R. Hurt (IPAC)
Une supernova a précédé
Le cas intrigant du candidat AT2025ulz est complexe. Il est supposé qu’il résulte d’une explosion de supernova survenue quelques heures auparavant, ce qui a obscurci l’observation des astronomes et a rendu le cas plus difficile à interpréter.
Au début, pendant environ trois jours, l’éruption semblait exactement identique à la première kilonova de 2017. Tout le monde s’est efforcé de l’observer et de l’analyser, mais elle a ensuite commencé à ressembler davantage à une supernova, et certains astronomes ont perdu intérêt. Mais pas nous.
Déclare l’autrice principale, Kasliwal, du Caltech et de l’Observatoire Palomar.
Effets gravitationnels
En août 2025, les détecteurs LIGO et Virgo ont capté un nouveau signal d’ondes gravitationnelles. En quelques minutes, un avertissement a été envoyé à la communauté astronomique, contenant une carte approximative de l’origine du signal et indiquant qu’il avait enregistré des ondes gravitationnelles provenant d’une fusion de deux objets, dont au moins un était exceptionnellement petit.
Après l’identification initiale par le Zwicky Transient Facility, au sein de l’Observatoire Palomar, Kasliwal a coordonné avec l’astronome de l’Observatoire Keck, Michael Lundquist, la réalisation d’une observation rapide de type Target of Opportunity (ToO) de AT2025ulz.
Ce processus permet aux scientifiques de demander un accès immédiat pour observer des événements cosmiques de courte durée. La demande ToO de Mansi a permis un suivi spectroscopique immédiat avec le spectrographe de basse résolution LRIS.
L’explosion s’est estompe rapidement
Les observations ont confirmé que l’éruption lumineuse s’est estompée rapidement et a brillé dans des longueurs d’onde rouges, comme cela avait été le cas pour GW170817 huit ans plus tôt.
Dans le cas de la kilonova GW170817, les couleurs rouges provenaient de la présence d’éléments lourds, comme l’or. Ces atomes ont plus de niveaux d’énergie électronique que les éléments légers, bloquant la lumière bleue et laissant passer la lumière rouge.
Des jours après l’explosion initiale, l’AT2025ulz a recommencé à s’intensifier, est devenue bleue et a révélé de l’hydrogène dans ses spectres. Tous ces éléments sont des signes typiques d’une supernova, et non d’une kilonova, plus exactement d’une supernova de type effondrement de cœur avec enveloppe retirée.
Les supernovas dans des galaxies lointaines ne sont généralement pas attendues pour générer des ondes gravitationnelles suffisamment fortes pour être détectées par LIGO et Virgo, contrairement aux kilonovas. Cela a conduit certains astronomes à conclure que l’AT2025ulz aurait été déclenchée par une supernova classique et ne serait pas liée au signal des ondes gravitationnelles.
Ce qui pourrait se passer
Kasliwal a déclaré que plusieurs indices lui ont montré qu’un phénomène inhabituel avait eu lieu. Bien que l’AT2025ulz ne ressemble pas à la kilonova classique GW170817, elle ne semblait pas non plus être une supernova ordinaire. De plus, les données des ondes gravitationnelles fournies par LIGO-Virgo ont révélé qu’au moins l’une des étoiles à neutrons impliquées dans la fusion avait une masse inférieure à celle du Soleil.
Cela suggérait qu’une ou deux étoiles à neutrons petites pourraient s’être fusionnées pour produire une kilonova.
Les étoiles à neutrons sont les restes laissés par des étoiles massives qui explosent sous forme de supernovas. Les astronomes estiment qu’elles mesurent l’équivalent d’une grande ville, avec un diamètre d’environ 22 à 30 kilomètres, et des masses variant entre 1,2 et environ 3 fois celle du Soleil.
Certaines théories proposent des mécanismes expliquant comment des étoiles à neutrons pourraient être encore plus petites, avec des masses inférieures à celle du Soleil, mais jusqu’à présent, aucune n’a été observée avec ces caractéristiques.
Les théoriciens invoquent deux scénarios pour expliquer comment une étoile à neutrons pourrait être aussi petite. Dans l’un d’eux, une étoile massive en rotation rapide explose sous forme de supernova et se divise ensuite en deux petites étoiles à neutrons sous-solaires par fission.
Dans le deuxième scénario, la fragmentation, l’étoile en rotation rapide explose aussi sous forme de supernova, mais cette fois, un disque de matière se forme autour de l’étoile en effondrement. Le matériel irrégulier du disque finit par s’agglutiner, formant une petite étoile à neutrons, de manière similaire à la formation des planètes.
Initialement, une étoile massive explose sous la forme d’une supernova, générant des éléments comme le carbone et le fer. Ensuite, deux étoiles à neutrons naissent, dont au moins une est considérée comme moins massive que notre Soleil. Les étoiles à neutrons spiralent ensemble, envoyant des ondes gravitationnelles à travers le cosmos, avant de fusionner dans une dramatique kilonova.
Collision d’étoiles à neutrons
Avec LIGO et Virgo détectant au moins une étoile à neutrons subsolaire, il est possible, selon des théories proposées par le co-auteur Brian Metzger, de l’Université de Columbia, que deux étoiles à neutrons nouvellement formées se soient heurtées.
Cette collision aurait provoqué l’éruption de la kilonova qui a envoyé des ondes gravitationnelles à travers le cosmos. Au fur et à mesure que la kilonova produisait des éléments lourds, elle aurait d’abord brillé en lumière rouge, comme observé par le ZTF et d’autres télescopes.
Les débris en expansion de l’explosion initiale de la supernova ont obscurci la vision des astronomes sur la kilonova. En d’autres termes, une supernova aurait peut-être conduit à la création de deux jeunes étoiles à neutrons qui ont ensuite fusionné pour former une kilonova.