Une impression d’artiste d’une étoile supergéante rouge dans la dernière année de sa vie émettant un nuage de gaz tumultueux. Cela suggère qu’au moins certaines de ces étoiles subissent des changements internes importants avant de devenir supernova. Crédit : Observatoire W.M. Keck/Adam Makarenko
Grâce à une étude de l’Université d’Hawaïʻi sur Haleakala et un autre sur Maunakea, les astronomes ont, pour la toute première fois, imagé la fin dramatique de la vie d’une étoile supergéante rouge au moment même où elle se produisait. L’autodestruction rapide de l’étoile massive et ses derniers soubresauts ont été capturés avant qu’elle ne s’effondre en supernova de type II.
Une équipe de chercheurs a utilisé le Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS) de l’UH Institute for Astronomy à Maui et l’Observatoire W. M. Keck à Hawaï.ʻi Island ont observé la supergéante rouge pendant les 130 derniers jours qui ont précédé sa détonation mortelle. Ces observations faisaient partie de l’enquête sur les phénomènes transitoires menée dans le cadre de la Young Supernova Experiment (YSE).
“Il s’agit d’une percée dans notre compréhension de ce que font les étoiles massives quelques instants avant leur mort”, a déclaré Wynn Jacobson-Galán, un chercheur de la National Science Foundation Graduate Research Fellow à l’Université d’Oxford. Université de Californie, Berkeley et auteur principal de l’étude. “La détection directe de l’activité pré-supernova dans une étoile supergéante rouge n’a jamais été observée auparavant dans une supernova ordinaire de type II. Pour la première fois, nous avons regardé une étoile supergéante rouge exploser !”.
La découverte a été récemment publiée dans The Astrophysical Journal.
Pan-STARRS a détecté pour la première fois l’étoile massive condamnée à l’été 2020 grâce à l’énorme quantité de lumière rayonnant de la supergéante rouge. Quelques mois plus tard, à l’automne 2020, une supernova a illuminé le ciel.
“C’est un exemple de la façon dont l’observation répétée du ciel avec Pan-STARRS apporte de nouvelles découvertes”, a déclaré Ken Chambers, astronome de l’IfA et chercheur principal de Pan-STARRS. “Sans la surveillance constante du ciel nocturne avec Pan-STARRS, ce genre de découverte ne serait pas possible.”
Les chercheurs ont comparé cet événement céleste à l’observation d’une bombe à retardement. L’équipe a continué à surveiller SN 2020tlf après l’explosion ; sur la base des données obtenues à l’aide du Deep Imaging and Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) et du Near Infrared Echellette Spectrograph (NIRES) de l’observatoire Keck, ils ont déterminé que l’étoile supergéante rouge progénitrice de SN 2020tlf, située dans la galaxie NGC 5731 à environ 120 millions d’années-lumière, vue de la Terre, était 10 fois plus massive que le Soleil.
Cette découverte défie les idées précédentes sur la façon dont les étoiles supergéantes rouges évoluent juste avant d’exploser. Auparavant, toutes les supergéantes rouges observées avant d’exploser étaient relativement calmes : elles ne montraient aucun signe d’éruption violente ou d’émission lumineuse, comme cela a été observé avant SN 2020tlf. Cependant, cette détection inédite d’un rayonnement lumineux provenant d’une supergéante rouge au cours de la dernière année avant l’explosion suggère qu’au moins certaines de ces étoiles doivent subir des changements importants dans leur structure interne, ce qui entraîne ensuite l’éjection tumultueuse de gaz quelques instants avant leur effondrement.
Pour en savoir plus sur cette recherche :
Référence : “Final Moments. I. Precursor Emission, Envelope Inflation, and Enhanced Mass Loss Preceding the Luminous Type II Supernova 2020tlf” par W. V. Jacobson-Galán, L. Dessart, D. O. Jones, R. Margutti, D. L. Coppejans, G. Dimitriadis, R. J. Foley, C. D. Kilpatrick, D.. J. Matthews, S. Rest, G. Terreran, P. D. Aleo, K. Auchettl, P. K. Blanchard, D. A. Coulter, K. W. Davis, T. J. L. de Boer, L. DeMarchi, M. R. Drout, N. Earl, A. Gagliano, C. Gall, J. Hjorth, M. E. Huber, A. L. Ibik, D. Milisavljevic, Y.- C. Pan, A. Rest, R. Ridden-Harper, C. Rojas-Bravo, M. R. Siebert, K. W. Smith, K. Taggart, S. Tinyanont, Q. Wang et Y. Zenati, 6 janvier 2022, The Astrophysical Journal.
DOI : 10.3847/1538-4357/ac3f3a
