L'explosion d'une étoile supergéante s'est étonnamment occupée pendant ses derniers jours
Les étoiles supergéantes rouges sont silencieuses et calmes avant d'exploser en supernova de type II, mais pas celle-ci. L'observation est importante car elle suggère que certaines étoiles supergéantes subissent des changements internes importants avant de devenir supernova
La supernova de type II a été détectée le 16 septembre 2020, mais les astronomes avaient déjà suivi une activité pré-explosion importante au cours des 130 jours précédents. Dans un communiqué de presse de l'Observatoire WM Keck , Raffaella Margutti, professeure agrégée d'astronomie à l'Université de Californie à Berkeley, a déclaré que c'était "comme regarder une bombe à retardement".
Les supernovae de type II résultent de l'effondrement soudain et de l'explosion violente d'étoiles massives. Seules les étoiles entre huit et environ 40 masses stellaires subissent cette forme de mort. "Nous n'avons jamais confirmé une activité aussi violente dans une étoile supergéante rouge mourante où nous la voyons produire une émission aussi lumineuse, puis s'effondrer et brûler, jusqu'à présent", a déclaré Margutti, l'auteur principal de la nouvelle étude , publiée dans l'Astronomical Journal. .
En effet, l'observation rare jette un nouvel éclairage sur les conditions et les processus impliqués dans les supernovae de type II. "Il s'agit d'une percée dans notre compréhension de ce que font les étoiles massives quelques instants avant de mourir", a déclaré Wynn Jacobson-Galán, auteur principal de l'étude et astronome à l'Université de Californie à Berkeley. "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."
L'explosion, désignée SN 2020tlf, a été détectée par l' enquête transitoire Young Supernova Experiment , dont le but est de "trouver des échantillons statistiques de transitoires jeunes, rouges et rares [c'est-à-dire des événements célestes de courte durée], mieux comprendre la variabilité des trous noirs, et de contraindre les paramètres cosmologiques fondamentaux de l'univers.
L'équipe a utilisé le télescope Pan-STARRS et l'observatoire WM Keck, tous deux à Hawaï, pour observer la supergéante rouge et la supernova subséquente. Pan-STARRS, pendant une période d'environ 130 jours, a suivi les énormes quantités de rayonnement provenant de la supergéante rouge, tandis que Keck, avec son spectromètre d'imagerie à basse résolution, a suivi le premier flash, les spectres initiaux et le comportement post-supernova de la supernova.
SN 2020tlf est située à 120 millions d'années-lumière dans la galaxie NGC 5731. L'étoile condamnée, à environ 10 à 12 masses solaires, était entourée d'un matériau circumstellaire dense à la fois avant et au moment de l'explosion, selon la nouvelle étude.
La nouvelle observation suggère que certaines étoiles supergéantes connaissent de violentes éruptions et des explosions lumineuses dans les mois et les semaines précédant la supernova. Les observations précédentes avaient suggéré une période de calme avant la tempête, mais toutes les étoiles supergéantes ne vivent pas leur mort de la même manière, suggèrent les nouvelles données.
La détection de "l'émission de précurseurs", comme le décrit l'article, combinée à la présence d'un matériau circumstellaire épais, suggère qu'une sorte de mécanisme physique est responsable de la perte de masse et de luminosité observées. Dans le même temps, le rayonnement lumineux produit par la supergéante rouge au cours de ses derniers mois "suggère qu'au moins certaines de ces étoiles doivent subir des changements significatifs dans leur structure interne qui se traduisent ensuite par l'éjection tumultueuse de gaz quelques instants avant leur effondrement", selon au communiqué de presse.
Pour l'avenir, les chercheurs de l'expérience Young Supernova vont maintenant rechercher d'autres exemples de rayonnement lumineux provenant de supergéantes rouges, puis relier ce comportement aux explosions imminentes de supernova.
"Je suis très excité par toutes les nouvelles 'inconnues' qui ont été débloquées par cette découverte", a déclaré Jacobson-Galán. "Détecter plus d'événements comme SN 2020tlf aura un impact considérable sur la façon dont nous définissons les derniers mois de l'évolution stellaire, unissant les observateurs et les théoriciens dans la quête pour résoudre le mystère sur la façon dont les étoiles massives passent les derniers instants de leur vie."
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