Des stars massives terminent leur vie de façon spectaculaire. Mais tandis que les couches internes tombent pour former un trou noir ou une étoile à neutrons, les couches externes tombent plus rapidement, frappant les couches internes et rebondissant dans une énorme explosion de supernova.
C’est la définition du manuel. Mais certaines de ces supernovae défient toute explication. En 2011, une de ces explosions, baptisée SN 2011dh, a percé la galaxie Whirlpool, à environ 24 millions d'années-lumière. À l'époque, les astronomes étaient déconcertés. Mais maintenant, grâce au télescope spatial Hubble de la NASA, ils ont découvert une étoile compagnon de cette rare supernova et ont assemblé les dernières pièces du puzzle.
SN 2011dh est une supernova de type IIb, inhabituelle en ce qu'elle contient très peu d'hydrogène et inexplicable via une définition de manuel. Même ainsi, les astronomes peuvent faire la lumière sur l'étoile progénitrice simplement en fouillant dans les images archivées de la TVH. Grâce à la richesse des données de HST et au fait qu’elle observe souvent la galaxie Whirlpool, deux équipes de recherche indépendantes ont toutes deux détecté une source - une étoile géante jaune - au bon endroit.
Mais les astronomes ne pensent pas que les étoiles supergéantes jaunes sont capables de devenir des supernovae… du moins pas isolément.
À ce stade, une controverse a éclaté au sein de la communauté astronomique. Plusieurs experts ont proposé que l'observation était un faux alignement cosmique et que le véritable ancêtre était une étoile massive invisible. D'autres experts ont proposé que l'ancêtre aurait pu être la supergéante jaune, mais qu'il devait appartenir à un système d'étoiles binaires.
Lorsqu'une étoile massive dans un système binaire déborde de son lobe de Roche - la région à l'extérieur de cette étoile où la gravité domine - elle peut verser de la matière sur son petit compagnon, perdant ainsi son enveloppe d'hydrogène et rétrécissant en masse.
Au moment où le donneur de masse explose, l'étoile compagnon devrait être une étoile bleue massive, ayant gagné du matériel pendant le transfert de masse. Sa température élevée devrait également le faire émettre principalement dans la gamme ultraviolette, le rendant ainsi invisible dans toutes les images visibles.
Gastón Folatelli de l'Institut Kavli pour la physique et les mathématiques de l'univers (IPMU) et ses collègues ont donc décidé de jeter un deuxième regard sur la mystérieuse supernova en lumière ultraviolette. Et leurs observations correspondaient à leurs attentes. La supernova d'origine s'était estompée et une source ponctuelle différente avait pris sa place.
«L'un des moments les plus excitants de ma carrière d'astronome a été lorsque j'ai affiché les images HST nouvellement arrivées et que j'ai vu l'objet juste là où nous l'avions prévu tout au long», a déclaré Folatelli dans un communiqué de presse.
La recherche illustre l'interaction complexe entre la théorie et l'observation. Les astronomes s'appuient souvent sur des théories bien avant d'acquérir la technologie nécessaire pour fournir les observations correctes ou passent des années à expliquer des observations étranges avec une modélisation théorique complexe. Plus souvent, cependant, les deux coexistent en tant que théorie et observation plaisantent d'avant en arrière.
Les résultats ont été publiés dans le Astrophysical Journal Letters et sont disponibles en ligne.
