La supernova 2007bi n'était pas votre supernova typique: elle était 10 fois plus lumineuse qu'une supernova de type Ia, ce qui en fait l'un des événements de supernova les plus énergiques jamais enregistrés. Les astronomes de l'Université de Californie à Berkeley ont analysé l'explosion, qui a été enregistrée par une enquête robotique en 2007, et ont constaté qu'il s'agit probablement de la première observation confirmée jamais faite d'une supernova à instabilité de paire, un type de supernova extrêmement énergétique qui a été théorisé mais jamais directement confirmé.
L'observation confirmée d'une supernova à instabilité de paire est attendue depuis longtemps - la théorie de leur existence existe depuis les années 1960 - mais il semble que l'attente soit terminée. La supernova 2007bi, vue par l'usine de supernova à proximité en avril 2007, est la première supernova observée qui correspond au projet de loi pour les proportions incroyablement énormes d'explosions de supernovae à instabilité de paire. Une équipe d'astronomes dirigée par Alex Filippenko de l'Université de Californie à Berkeley a publié son analyse dans le numéro du 3 décembre de La nature. La découverte a été initialement faite par l'usine de supernova à proximité, et les spectres d'émission de l'événement ont été pris avec le télescope Keck et le très grand télescope au Chili
Ces types de supernovae se produisent uniquement dans les étoiles au-dessus de 100 masses solaires et sont incroyablement brillantes. Les rayons gamma énergétiques sont créés par la chaleur intense au cœur de l'étoile. Ces rayons gamma, à leur tour, créent des paires d'électrons et de positrons d'antimatière. En raison de cette production d'antimatière, la pression extérieure exercée par les réactions nucléaires dans le cœur de l'étoile est diminuée, et la gravité prend le relais, effondrant rapidement le cœur massif de l'étoile et créant une supernova.
Il existe deux types théoriques: ceux qui explosent avec juste assez de force pour permettre à la masse autour du noyau restant de l'étoile de se recombiner, et ceux qui explosent complètement sans laisser de smidgen pour former un trou noir ou une étoile à neutrons. La supernova 2006gy, qui avait une luminosité 10 fois supérieure à celle d'une supernova de type Ia, serait de la première variété. Voici notre histoire à ce sujet, l’antimatière pourrait-elle alimenter des supernovae super lumineuses? et Eta Carinae peuvent également correspondre au profil.Ces types de supernovae à instabilité de paire éjecteront les coquilles extérieures de la matière de l'étoile, s'installeront dans un équilibre et répéteront ce processus jusqu'à ce que la masse soit suffisamment basse pour qu'une supernova normale se produise.
Mais 2007bi était beaucoup trop massif pour se réinstaller et exploser plusieurs fois. Avec une masse de 200 soleils, l'explosion thermonucléaire incontrôlée qui s'est produite dans son noyau était suffisamment énergique pour vaporiser efficacement l'étoile entière. Les supernovae à instabilité par paire dans les étoiles au-dessus de 130 masses solaires ne laissent rien derrière les trous noirs ou les étoiles à neutrons, mais parce qu'elles sont si énergétiques et lumineuses, la lumière croissante de l'explosion culmine sur une très longue période - 70 jours dans le cas de 2007bi.
Bien que l'équipe ait détecté la supernova presque une semaine après le pic, elle a pu calculer la durée de la courbe de lumière. Ils ont ensuite étudié les restes de l'explosion au cours des 555 jours qui ont suivi leur disparition.
Filippenko a déclaré: «La partie centrale de l'énorme étoile avait fusionné à l'oxygène vers la fin de sa vie et était très chaude. Ensuite, les photons de lumière les plus énergétiques se sont transformés en paires électron-positon, privant le noyau de pression et le faisant s'effondrer. Cela a conduit à une explosion nucléaire incontrôlée qui a créé une grande quantité de nickel radioactif, dont la désintégration a alimenté le gaz éjecté et a gardé la supernova visible pendant longtemps. »
L'étoile était unique d'une autre manière: elle se trouve dans une galaxie naine voisine, qui ne contient que des éléments d'hydrogène et d'hélium. Pour cette raison, 2007bi ressemble beaucoup aux étoiles qui existaient près du début de l'Univers, avant que les milliers de milliards de supernovae peuplent l'Univers d'éléments plus lourds. En regardant de plus près les galaxies naines - l'Univers les a à la pelle, mais elles sont assez sombres - peut être la clé pour observer plus de supernovae de ce type. Être en mesure d'étudier son explosion et ses séquelles donnera aux scientifiques un aperçu de ce qu'ont fait les premières étoiles massives.
Source: communiqué de presse de Berkeley Lab
