La grande étoile qui n’a pas pu devenir une supernova

Pour la première fois, les astronomes ont pu observer une étoile mourante qui est devenue un trou noir sans passer par le stade de la supernova.


Pour la première fois, les astronomes ont pu observer une étoile mourante pour devenir un trou noir sans passer par le stade de la supernova.
Les étapes pour une supernova échouée pour devenir un trou noir - Credit: NASA, ESA, P. Jeffries (STScI)

L’, qui était 25 fois plus massive que notre soleil, aurait dû exploser dans une supernova très brillante. Mais à la place, elle s’est simplement effondrée sur elle-même pour donner naissance à un . Ce type « d’échec massif » dans une galaxie voisine pourrait expliquer pourquoi les supernovas provenant des étoiles les plus massives sont si rares selon Christopher Kochanek, professeur d’ à l’Ohio State University.

Un gémissement plutôt qu’un Bang

30 % de ces étoiles pourraient s’effondrer pour devenir des trous noirs sans passer par le stade de la . On a cette vision standard qu’une étoile doit devenir une supernova pour devenir un trou noir selon Kochanek. Si une étoile ne peut pas devenir une supernova, mais qu’elle devient un trou noir, alors cela expliquerait pourquoi les supernovas sont si rares.

Ce chercheur dirige une équipe d’astronomes qui ont utilisé le Large Binocular Telescope (LBT) pour rechercher des supernovae « échouées » dans d’autres galaxies. Ils ont publié leurs résultats dans la Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.1 Parmi les galaxies qu’ils ont observées, on retrouve , une galaxie à 22 millions d’années-lumière qui est surnommée la galaxie du feu d’artifice, car elle est très propice aux supernovas. Ainsi, la supernova SN 2017eaw, découverte le 14 mai 2017, possède encore une luminosité maximale avec les dernières observations. À partir de 2009, une étoile particulière dans la galaxie du feu d’artifice, nommée N6946-BH1, a commencé à baisser en luminosité. Et en 2015, cette étoile semblait avoir totalement disparu.

Les astronomes ont utilisé le télescope spatial Hubble pour voir si elle était toujours présente, mais que sa luminosité avait baissé. Ils ont également utilisé le Spitzer Space Telescope pour rechercher son rayonnement infrarouge. Cela aurait été un signe que l’étoile était encore présente, mais qu’elle était cachée derrière un nuage de poussière.

Des implications pour les trous noirs très massifs

Tous les tests étaient négatifs. L’étoile n’existait plus. Par un processus d’élimination, les chercheurs ont finalement conclu que l’étoile a dû devenir un trou noir. Et il est trop tôt pour déterminer avec certitude le nombre d’étoiles qui ont ces échecs massifs, mais Scott Adams, l’un des auteurs de l’étude, a pu proposer une estimation.

N6946-BH1 est la seule supernova probablement échouée que nous avons découverte dans les 7 premières années de notre étude. Au cours de cette période, 6 supernovae normales se sont produites dans les galaxies que nous surveillons suggérant que 10 à 30 % des étoiles massives meurent comme des supernovas échouées.

Pour le co-auteur Krzystof Stanek, la partie vraiment intéressante de la découverte est les implications sur l’origine des trous noirs très massifs du genre qui ont généré les ondes gravitationnelles détectées par le LIGO. Ce n’est pas nécessairement logique selon Stanek qu’une étoile massive puisse subir une supernova, un processus qui va supprimer une grande partie de ses couches extérieures, et qu’elle possède encore suffisamment de masse pour former un trou noir massif comme celui détecté par le LIGO. Je soupçonne qu’il est beaucoup plus facile de créer un trou noir très massif s’il n’y a pas de supernova selon ce chercheur.

Sources

1.
Adams SM, Kochanek CS, Gerke JR, Stanek KZ, Dai X. The search for failed supernovae with the Large Binocular Telescope: confirmation of a disappearing star. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. April 2017. doi: 10.1093/mnras/stx816

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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