Les astronomes ont peut-être été témoins de la première « superkilonova » connue – un événement cosmique sans précédent combinant des éléments d’une supernova et d’une fusion d’étoiles à neutrons. La découverte, détaillée dans le numéro du 20 décembre Astrophysical Journal Letters, est centrée sur une explosion stellaire lointaine qui semble s’être produite en deux phases distinctes. Cela est important car cela remet en question les modèles existants sur le comportement des restes stellaires denses, révélant potentiellement de nouvelles voies de création d’éléments lourds dans l’univers.
Le signal inhabituel
L’événement a commencé avec des ondulations dans l’espace-temps détectées par l’Observatoire des ondes gravitationnelles à interféromètre laser (LIGO) et le détecteur Virgo en Italie. Ces signaux indiquaient la fusion de deux étoiles à neutrons situées à environ 1,8 milliard d’années-lumière. Ce qui distingue cet événement, c’est qu’au moins une des étoiles à neutrons en fusion semblait avoir moins de masse que le soleil.
Ceci est important car la physique stellaire établie prédit que les étoiles à neutrons – les restes ultra-denses des supernovae – devraient avoir au moins 1,4 fois la masse de notre soleil. Chaque étoile à neutrons observée précédemment était plus massive. Cette anomalie a d’abord intrigué les chercheurs, suggérant que quelque chose d’inhabituel se produisait.
De Kilonova à Supernova ?
Des observations de suivi à l’Observatoire Palomar ont révélé une lueur rougeâtre provenant de la même direction que le signal de l’onde gravitationnelle. Les données initiales ressemblaient à une kilonova, un événement déjà connu pour produire des éléments lourds comme l’or et le platine grâce à une capture rapide de neutrons.
Cependant, contrairement aux kilonovae typiques, cet objet a recommencé à s’éclaircir, présentant des caractéristiques plus communément associées aux supernovae, en particulier la présence d’hydrogène. Cela a conduit les astronomes à proposer une hypothèse radicale : l’événement observé pourrait être une kilonova au sein d’une supernova, ou une « superkilonova ».
Le mécanisme proposé
La théorie principale suggère qu’une étoile a d’abord explosé sous forme de supernova, laissant derrière elle une étoile à neutrons en rotation rapide. Cette étoile à neutrons s’est ensuite fragmentée, soit en se divisant en étoiles plus petites, soit en formant un disque rotatif qui s’est fusionné en plusieurs étoiles à neutrons – un processus semblable à la formation d’une planète. La collision ultérieure de ces petites étoiles à neutrons aurait produit la signature kilonova observée.
Incertitude restante
Tous les chercheurs ne sont pas convaincus. L’une des principales préoccupations est de savoir si le signal d’onde gravitationnelle était authentique ou s’il s’agissait simplement d’un bruit provenant de sources terrestres. LIGO mène une analyse plus approfondie pour exclure cette possibilité. De plus, vérifier que les signaux lumineux et les ondes gravitationnelles proviennent réellement du même événement reste un défi.
Comme le souligne l’astronome Cole Miller : « Les preuves actuelles indiquent-elles que vous allez vendre votre maison pour acheter des billets pour [la théorie du superkilonova] ? Non. » Cependant, les implications potentielles sont suffisamment fortes pour justifier une enquête plus approfondie.
La recherche continue
La confirmation de cet événement nécessite des observations supplémentaires. La découverte d’événements similaires, notamment plus près de la Terre, renforcerait considérablement l’hypothèse. Mais ces événements sont exceptionnellement rares ; seules deux kilonovae ont déjà été observées avec des ondes électromagnétiques et gravitationnelles.
Malgré l’incertitude, la découverte actuelle souligne la capacité de surprise de l’univers. La rareté des superkilonovae suggère que ces événements ne sont pas typiques, mais leur existence ouvre de nouvelles voies pour comprendre les phénomènes astrophysiques extrêmes.
