À environ 55 millions d’années-lumière de là, dans la galaxie NGC 5643, une étoile en explosion a envoyé une vague de gaz et de radiations s’écraser sur un soleil voisin. Et c’est exactement ce que les astrophysiciens attendaient.
Pour les chercheurs qui ont eu un aperçu de cet événement cataclysmique, il s’agissait d’une preuve solide que ce type de supernova pouvait résulter de différents processus, ce qui pourrait avoir une incidence sur la façon dont les grandes distances dans l’espace sont actuellement mesurées.
L’équipe d’astrophysiciens de l’université de Californie Santa Barbara (UCSB) a utilisé l’observatoire Las Cumbres (LCO) pour recueillir des données sur un événement qui devrait aider à résoudre une question débattue depuis plus d’un demi-siècle.
“Nous recherchons cet effet – une supernova s’écrasant sur son étoile compagnon – depuis qu’il a été prédit en 2010”, explique l’un des chercheurs, Griffin Hosseinzadeh de l’UCSB.
“Des indices ont été vus auparavant, mais cette fois, les preuves sont accablantes”
L’explosion elle-même, nommée SN 2017cbv, semblait être une supernova de type 1a ordinaire.
On pense que ces supernovas sont causées par des étoiles naines blanches de carbone et d’oxygène dans un système binaire qui dévorent avidement la matière de leurs compagnons. Une étoile agit ainsi jusqu’à ce qu’elle dépasse sa limite Chandrasekhar – la masse maximale qu’une naine blanche peut avoir – avant de s’effondrer violemment et de cracher un tsunami spatial de gaz à environ 10 000 kilomètres par seconde.
Ces événements apocalyptiques produisent certains des feux d’artifice les plus brillants de l’Univers, avec une magnitude de luminosité qui varie si peu qu’une supernova typique de type 1a peut servir d’étalon à travers les distances ahurissantes de l’espace intergalactique.
Les changements de luminosité de la supernova au fil du temps se sont avérés si utiles en tant que “bougie cosmique” qu’ils ont été utilisés pendant près d’un siècle pour affirmer que l’Univers est en expansion.
Toutefois, une grande partie du problème réside dans le fait que nous savons très peu de choses sur la façon dont les étoiles explosent et sur les raisons de cette explosion.
“L’une des plus grandes découvertes du siècle est basée sur ces phénomènes et nous ne savons même pas ce qu’ils sont vraiment”, a déclaré Hosseinzadeh à Shannon Hall de Nature News.
Deux théories sont en cours pour déterminer si les deux étoiles sont des naines blanches ou non.
Dans le scénario à dégénérescence simple, une naine blanche de carbone et d’oxygène enlève de la matière à son partenaire, généralement une étoile comme notre Soleil ou une géante rouge gonflée.
Le scénario à double dégénérescence se produit lorsque le partenaire est une autre naine blanche, qui tourne autour de son compagnon jusqu’à ce que la paire fusionne en un seul corps au-delà de la limite de Chandrasekhar.
On pense que moins de 20 % des supernovae de type 1a sont des supernovae à dégénérescence simple, mais comme elles n’ont pas tendance à laisser beaucoup de traces à étudier, ce chiffre et leur nature ont fait l’objet de vifs débats.
En fait, ce n’est qu’en 2004 qu’un “survivant” stellaire d’une telle explosion a été détecté.
“Les supernovae peuvent détruire les étoiles proches… en libérant des quantités incroyables d’énergie au cours du processus”, explique le chercheur Andy Howell de l’UCSB.
Enfin, les astronomes ont détecté des preuves tangibles de la présence d’un compagnon dans le sillage immédiat d’une supernova de type 1a, sous la forme d’un pic de bleu dans le spectre de l’onde de choc qui a balayé l’étoile voisine.
Une fois la supernova repérée, le réseau mondial de 18 télescopes de LCO a pu suivre et enregistrer les signaux de la boule de gaz en expansion à un niveau de détail sans précédent.
“Grâce à la capacité de LCO à suivre la supernova toutes les quelques heures, nous avons pu observer pour la première fois toute l’étendue de la montée et de la descente de la lueur bleue”, déclare Hosseinzadeh.
“Les télescopes conventionnels n’auraient eu qu’un ou deux points de données et l’auraient manqué”
En identifiant des signes aussi forts d’une supernova de type 1a à dégénérescence unique, les chercheurs ont pu affirmer en toute confiance qu’il y avait effectivement deux façons différentes dont ces événements pouvaient se dérouler.
L’idée que les supernovae de type 1a ne sont pas toutes identiques n’est pas nouvelle. Une étude réalisée en 2016 affirmait que la luminosité d’un événement particulier pouvait varier en fonction de sa composition, remettant en question la précision de l’étalon de la bougie cosmique.
Les astronomes pourraient maintenant avoir besoin d’examiner les conséquences de ces supernovae déclenchées par différents types d’étoiles compagnes.
Il est peu probable que la bougie cosmique soit ajustée de manière significative, mais à mesure que nos chiffres sur l’expansion de l’Univers sont affinés, ces différences subtiles pourraient devenir plus importantes.
La recherche est actuellement sur le site de pré-publication arxiv.org, et a été acceptée dans l’Astrophysical Journal Letters.