Les astronomes capturent l’explosion de supernova la plus brillante jamais vue dans les rayons X

Les Astronomes Capturent L'explosion De Supernova La Plus Brillante Jamais

Un autre membre de la nouvelle classe d’explosions de supernova connue sous le nom de « vache » a été découvert – le plus brillant vu dans les rayons X à ce jour. Le nouvel événement, nommé AT2020mrf, n’est que le cinquième trouvé à ce jour appartenant à ce groupe, qui a été nommé d’après la première supernova trouvée dans cette classe, AT2018cow, dont les trois dernières lettres forment le mot vache en anglais.

Les astronomes capturent lexplosion de supernova la plus brillante jamais

Art comparant une supernova normale à une supernova de classe vache. Image : Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Les chercheurs enquêtent sur ce qui peut être derrière ces explosions stellaires inhabituelles. De nouvelles preuves indiquent des trous noirs actifs ou des étoiles à neutrons.

Lorsqu’une étoile massive explose, elle laisse derrière elle un trou noir ou un vestige stellaire mort appelé étoile à neutrons. Typiquement, ces restes stellaires sont relativement inactifs et entourés de matière éjectée lors de l’explosion.

Cependant, selon Yuhan Yao, étudiant diplômé du California Institute of Technology (Caltech), les événements du groupe « vache » ont des objets compacts très actifs et, principalement, exposés, qui émettent des rayons X à haute énergie. Yao a présenté virtuellement les nouvelles découvertes lors de la 239e réunion de l’American Astronomical Society, et l’étude a été soumise pour acceptation par l’Astrophysical Journal.

« Nous pouvons regarder au cœur de ces explosions pour assister directement à la naissance des trous noirs et des étoiles à neutrons », dit-elle, notant que les supernovae ne sont pas camouflées par la matière.

La supernova nouvellement découverte brille 20 fois plus que celle du groupe des vaches

Le premier événement vache, AT2018cow, a choqué les astronomes lorsqu’il a été découvert en 2018 : l’explosion stellaire était 10 fois plus lumineuse en lumière visible que les supernovae typiques et a disparu plus rapidement.

Il a également fourni une grande quantité de rayons X très variables, amenant les astronomes à croire qu’ils assistaient directement pour la première fois à la naissance d’un trou noir ou d’une étoile à neutrons.

Une autre particularité des vaches est qu’elles jettent des monticules de masse avant d’exploser, et cette masse s’illumine plus tard, après l’explosion. Lorsque les étoiles explosent, elles génèrent des ondes de choc qui traversent des matériaux préexistants, les faisant briller dans une radio et une lumière d’une longueur d’onde millimétrique.

AT2020mrf est le premier à être trouvé initialement dans les rayons X plutôt que dans la lumière optique. Yao et ses collègues ont détecté l’événement en juillet 2020, à l’aide des données de rayons X du télescope russo-allemand Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG).

Ils ont vérifié les observations faites à la lumière optique par la Zwicky Transient Facility (ZTF), qui opère à partir de l’observatoire Palomar de Caltech, et ont découvert que la ZTF avait également détecté l’événement.

Comme l’ont révélé les données du SRG, l’explosion a initialement brillé avec 20 fois plus de rayons X que l’événement original de la vache. Les données capturées un an plus tard par l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA ont montré que l’explosion non seulement brillait toujours, mais qu’elle le faisait avec 200 fois plus de rayons X que ce qui avait été détecté lors de l’événement d’origine du groupe au cours d’une période similaire.

« Quand j’ai vu les données de Chandra, je n’ai pas cru à l’analyse au début », explique Yao. « J’ai refait l’analyse plusieurs fois. C’est la vache à supernova la plus brillante jamais vue aux rayons X. »

Selon les astronomes, un « moteur central » dans les débris de la supernova doit alimenter le rayonnement X intense et continu. « La grande quantité d’énergie libérée et la variabilité rapide des rayons X observées dans AT2020mrf fournissent des preuves solides que la nature du moteur central est un trou noir très actif ou une étoile à neutrons en rotation rapide appelée magnétar », explique Yao. « Dans les événements ressemblant à des vaches, nous ne savons toujours pas pourquoi le moteur central est si actif, mais cela a probablement quelque chose à voir avec le type d’étoile progénitrice qui est différent des fusées éclairantes normales. »

Parce que cet événement ne ressemblait pas exactement aux quatre autres événements de classe vache, Yao dit que cette nouvelle catégorie de supernovae est plus diversifiée qu’on ne le pensait à l’origine. « Trouver plus de membres de cette classe nous aidera à déterminer la source de son pouvoir », dit-elle.

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