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Paris, 14 juin 2007

Une rare explosion d'étoile précédée d'un flash lumineux

Une équipe d'astrophysiciens européens, japonais et chinois, à laquelle ont participé des laboratoires du CNRS (INSU)(1) et du CEA (Dapnia/SAp) vient de découvrir une des plus étranges explosions d'étoiles jamais observées. L'astre qui s'est désintégré était une étoile massive, de 15 à 25 fois la masse du Soleil, sans doute constituée uniquement de carbone et d'oxygène. Ce cataclysme rare a été précédé, deux ans auparavant, par un bref flash lumineux. Observé pour la première fois, ce signal avant-coureur offre aux astronomes l'espoir de "prédire" les explosions et d'observer des étoiles juste avant les tous derniers instants de leur existence. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature du 14 juin 2007

Deux ans après l'observation d'un flash lumineux dans la galaxie UGC4904 dans la constellation du Lynx par un astronome amateur japonais, l'apparition d'un objet dix fois plus lumineux au même endroit alerte un consortium européen qui mobilise une batterie de télescopes(2). Les premières observations obtenues à l'Observatoire de La Palma (Espagne) révèlent une explosion exceptionnelle : dans la lumière émise, il n'existe aucune trace d'hydrogène ou d'hélium, les éléments les plus abondants des étoiles. Ce n'est qu'une dizaine de jours plus tard que, dans le spectre de l'étoile (la répartition de la lumière en fonction de l'énergie), apparaissent enfin les premières traces d'hélium.

 

Des observations sur près de trois mois vont confirmer ces particularités. La supernova baptisée SN2006jc (d'après son numéro d'ordre de découverte dans l'année(3), a atteint une luminosité maximale caractéristique des plus fortes explosions d'étoiles, plus d'un milliard de fois celle du Soleil. Les astronomes ont l'habitude de classer ces explosions dans deux grandes catégories, les supernovae de type I ou II, qui recouvrent deux types de phénomènes totalement différents. Les types I signalent la désintégration d'une petite étoile compacte, une naine blanche, rendue instable par une accumulation de matière venant d'un compagnon. Les types II marquent au contraire l'explosion d'une étoile massive. Dans le premier cas, on observe dans l'explosion très peu d'hydrogène et d'hélium, dans le deuxième, au contraire, ces deux éléments dominent. SN2006jc ne correspond à aucun de ces cas : elle a donc été cataloguée dans une autre sous-catégorie, Ic. Ces cas très rares ont été découverts très récemment. Leur rareté est sans doute due à la masse élevée de l'étoile, probablement une étoile de 60 à 100 masses solaires, qui a perdu une grande quantité de masse auparavant. C'est alors seulement la partie centrale, un cœur de carbone et d'oxygène de 15 à 25 masses solaires qui explose. La majorité des éléments de l'explosion provient ainsi du cœur de l'étoile tandis que l'hélium observé n'est présent qu'autour, provenant de l'enveloppe de l'étoile éjectée antérieurement.

 

L'observation du flash lumineux en 2004 laisse par ailleurs de nombreuses questions en suspens. Comme pour les tremblements de terre, les scientifiques connaissent très peu d'événements avant-coureurs capables de leur indiquer l'imminence d'une explosion d'étoile. La supernova SN2006jc est un cas unique d'une explosion d'étoile précédée par un flash lumineux deux ans auparavant. Elle ouvre donc des horizons nouveaux pour prédire les explosions d'étoiles massives. L'étoile Eta-Carina pourrait être un exemple similaire à SN2006jc proche de notre galaxie. Elle a aussi connu un sursaut de luminosité qui l'a rendue la deuxième étoile la plus brillante du ciel en 1843. Un prochain sursaut lumineux pourrait alors signaler une explosion imminente .

Une surveillance régulière de tels objets  devrait permettre de repérer ces évènements à temps. Ce serait une excellente utilisation des petits télescopes et un beau programme de collaboration entre astronomes amateurs et professionnels.

 

Explosion etoile

Photographie de la galaxie UGC4904 à trois époques différentes. En octobre 2004, un objet lumineux fait son apparition dans la partie extérieure à peine visible de la galaxie durant quelques jours puis disparait. En septembre 2006, il est toujours absent. Le 9 octobre 2006, il devient aussi lumineux que le centre de la galaxie, émettant plus de lumière qu'un milliard d'étoiles. La supernova, baptisée SN2006jc, atteindra une magnitude apparente maximale de 14 avant de décroître lentement. Sur l'image du 29 octobre, elle est encore de 15.65.


Notes :

1) Collaboration française : Institut d'Astrophysique de Paris (CNRS/UPMC/UMR7095), Observatoire de Haute-Provence (CNRS/USR2207), Service d'Astrophysique du CEA/Dapnia (CNRS/UMR 7158)
2) Les observations ont été obtenues à l'Observatoire de Haute-Provence (Télescope 1.93m, CNRS, France), l'Observatoire Asiago (Telescope Copernico 1,82m Italie), l'Observatoire Astronomique National (Télescope 2.16m, BAO, Xinglong Observatory, Pekin, Chine) et l'Observatoire de La Palma (Telescopio Nationale Galileo 3.58m, Nordic Optical Telescope 2.56m, Liverpool Telescope 2.0m et William Herschell Telescope 4.2m, Canaries, Espagne).
3) Plusieurs centaines de supernovae sont découvertes chaque année. Le nom de la supernova correspond à l'année de sa découverte suivi de lettres indiquant son rang dans l'année. "SN2007a" est la première supernova découverte en 2007, "SN2007aa" la 27e.

Contacts :

Chercheurs :
CEA/SAp :
Jean-Marc Bonnet-Bidaud 01 69 08 92 59
IAP :
Michel Dennefeld 01 44 32 81 16

Presse :
CEA
Delphine Kaczmarek
01 64 50 20 97
delphine.kaczmarek@cea.fr

CNRS
Martine Hasler
01 44 96 46 35
martine.hasler@cnrs-dir.fr

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