Une supernova pâle et pauvre en hydrogène pourrait aider à résoudre le mystère des rayonnements gamma
Une équipe internationale de scientifiques a découvert que la supernova baptisée SN 2008ha, observée pour la première fois en novembre 2008, était une supernova à faible intensité et pauvre en hydrogène. Ces travaux de recherche, financés partiellement par le 6e programme-cadre (6e PC) de l'UE, pourraient jeter un pont entre ces évènements et un groupe d'éruptions cosmiques de rayons gamma et éclairer d'un jour nouveau un mystère de longue date. L'étude a été publiée dans la revue Nature. Explosions stellaires témoignant souvent de l'effondrement gravitationnel soudain d'une étoile dont la taille égale au moins huit fois celle de notre soleil, les supernovae provoquent des éruptions de rayonnement si puissantes qu'elles peuvent brièvement éclipser une galaxie. On peut classer les supernovae en plusieurs types, en fonction du profil des éléments chimiques composant leur spectre. La présence ou l'absence d'hydrogène constitue un facteur important de ce classement. Les étoiles subissant un effondrement gravitationnel en fin de vie forment un trou noir tout en éjectant leurs couches extérieures à des vitesses étonnamment élevées, pouvant atteindre jusqu'à 10% de la vitesse de la lumière. L'énergie libérée par une explosion de ce genre est supérieure à l'énergie produite par notre soleil sur toute sa durée de vie. Une analyse de la SN 2008 ha effectuée par des chercheurs, d'Allemagne, d'Espagne, d'Italie, de Finlande, du Royaume-Uni et des États-Unis montre que l'énergie dégagée par cette explosion est environ 100 fois inférieure au niveau habituel. Les scientifiques ont mis en commun les données recueillies sur l'évènement par l'observatoire de Calar Alto en Espagne, les Telescopio Nazionale Galileo, Nordic Optical Telescope et Liverpool Telescope situés aux îles Canaries en Espagne ainsi que le Copernico Telescope d'Italie. Leurs conclusions indiquent que si les supernovae à faible énergie et faible luminosité contiennent habituellement de l'hydrogène, ce n'est pas le cas de la SN 2008ha. L'absence d'hydrogène est significative parce qu'elle indique que l'étoile a sans doute perdu toutes ses couches extérieures avant l'explosion. Par conséquent, les chercheurs spéculent que l'étoile pâle et pauvre en hydrogène de la supernova pourrait avoir été une étoile de masse modérée d'un système binaire; dans ce scénario, les couches extérieures auraient été perdues en raison d'interactions entre les étoiles compagnes. Il est aussi possible que l'étoile progénitrice ait été très massive; le cas échéant, son enveloppe aurait été soufflée par des vents stellaires avant l'effondrement du noyau. Dans ce scénario, le trou noir résultant aurait aspiré la majeure partie des matières radioactives dégagées durant la supernova. Il est intéressant de noter que les astronomes ont trouvé très peu de traces de matières radioactives dans les éjecta de la SN 2008ha. Dans le cas où le scénario de l'étoile très massive se vérifierait, la SN 2008ha pourrait contribuer à une meilleure compréhension par les astronomes du lien entre les supernovae et un groupe de «longues» (de plusieurs secondes) éruptions de rayons gamma. Les astronomes ont cru un certain temps à l'existence d'un lien entre les éruptions de rayons gamma et les explosions puissantes de supernovae; toutefois, ils ont constaté au cours des dernières années deux longues éruptions de rayons gamma non accompagnées de supernovae particulièrement énergétiques et lumineuses. Ceci tendrait à associer ces éruptions avec une supernova de type pâle. Toutefois, les supernovae observées jusqu'à présent étaient toujours saturées en hydrogène et les éruptions de rayons gamma ne peuvent pas se former en présence d'une enveloppe d'hydrogène. «La découverte de l'existence de supernovae sans hydrogène, comme la SN 2008ha, pourrait contribuer à la solution de ce puzzle», indique un participant à l'étude, Stefan Taubenberger de l'institut Max Planck d'astrophysique en Allemagne. «Des observations futures d'évènements similaires nous aideront à comprendre si ceux-ci constituent une forme d'explosion thermonucléaire, des supernovae à faible luminosité créées par effondrement du noyau d'étoiles dénudées de masse moyenne ou encore la mort d'étoiles très massives induisant la formation et le repli d'un trou noir», conclut l'étude.