Une supernova de type II est un événement astronomique vraiment incroyable. Comme pour toutes les supernovae, une Type II consiste en une étoile subissant un effondrement du noyau à la fin de son cycle de vie et explosant, lui faisant perdre ses couches externes. Une sous-classe de ce type est connue sous le nom de Type IIb, qui sont des étoiles qui ont été dépouillées de leur combustible hydrogène et qui s'effondrent parce qu'elles ne sont plus en mesure de maintenir la fusion dans leur cœur.
Il y a dix-sept ans, les astronomes ont eu la chance d'assister à une supernova de type IIb dans la galaxie NGC 7424, située à 40 millions d'années-lumière dans la constellation méridionale de Grus. Maintenant que cette supernova s'est estompée, la Le télescope spatial Hubble a récemment capturé la première image d'un compagnon survivant, démontrant ainsi que les supernovae se produisent effectivement dans les systèmes à double étoile.
L'étude, intitulée «Détection par ultraviolets du compagnon binaire du type IIb SN 2001ig», a récemment été publiée dans le Journal astrophysique. L'étude était dirigée par Stuart Ryder de l'Observatoire astronomique australien et comprenait des membres du California Institute of Technology (Caltech), du Space Telescope Science Institute (STSI), de l'Université d'Amsterdam, de l'Université de l'Arizona, de l'Université de York et du Université de Californie.
Cette découverte est la preuve la plus convaincante à ce jour que certaines supernovae proviennent du siphonnage entre paires binaires. Comme Stuart Ryder l'a indiqué dans un récent communiqué de presse de la NASA:
«Nous savons que la majorité des étoiles massives sont en paires binaires. Beaucoup de ces paires binaires interagissent et transfèrent du gaz d'une étoile à l'autre lorsque leurs orbites les rapprochent. »
La supernova, appelée SN 2001ig, a été repérée par des astronomes en 2002 à l’aide du Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral. En 2004, ces observations ont été suivies par l'observatoire Gemini South, qui a d'abord fait allusion à la présence d'un compagnon binaire survivant. Connaissant les coordonnées exactes, Ryder et son équipe ont pu concentrer Hubble sur cet endroit alors que la lueur de la supernova disparaissait.
La découverte a été particulièrement fortuite, car elle pourrait également éclairer un mystère astronomique, à savoir comment les supernovae à enveloppe dénudée perdent leurs enveloppes extérieures. À l'origine, les scientifiques pensaient qu'ils étaient le résultat d'étoiles avec des vents très rapides qui repoussaient leurs enveloppes extérieures. Cependant, lorsque les astronomes ont commencé à chercher les étoiles primaires qui ont engendré ces supernovae, ils n'ont pas pu les trouver.
Comme Ori Fox, membre du Space Telescope Science Institute et co-auteur de l'article, a expliqué:
«C'était particulièrement bizarre, car les astronomes s'attendaient à ce que ce soient les étoiles progénitrices les plus massives et les plus brillantes. En outre, le nombre même de supernovas à enveloppe dépouillée est supérieur aux prévisions. »
Cela a conduit les scientifiques à théoriser que de nombreuses étoiles à enveloppe dépouillée étaient les principales dans les systèmes d'étoiles binaires de masse inférieure. Il ne restait plus qu'à trouver une supernova faisant partie d'un système binaire, ce que Ryder et ses collègues ont décidé de faire. Ce ne fut pas une tâche facile, étant donné que le compagnon était plutôt faible et aux limites de ce que Hubble pourrait voir.
De plus, peu de supernovae sont connues pour exploser dans cette plage de distance. Enfin et surtout, ils devaient connaître la position exacte grâce à des mesures très précises. Grâce à la résolution exquise et à la capacité ultraviolette de Hubble, ils ont pu trouver et photographier le compagnon survivant.
Avant la supernova, les étoiles se sont mises en orbite avec une période d'environ un an. Lorsque l'étoile primaire a explosé, elle a eu un impact sur le compagnon, mais elle est restée intacte. Pour cette raison, SN 2001ig est le premier compagnon survivant à être photographié.
Pour l'avenir, Ryder et son équipe espèrent déterminer précisément combien de supernovae avec des enveloppes dépouillées ont des compagnons. À l'heure actuelle, on estime qu'au moins la moitié d'entre eux le font, tandis que l'autre moitié perd son enveloppe extérieure à cause des vents stellaires. Leur prochain objectif est d'examiner les supernovae à enveloppe complètement dépouillée, par opposition aux SN 2001ig et SN 1993J, qui n'étaient que 90% à peu près dépouillées.
Heureusement, ils n'auront pas à attendre aussi longtemps pour examiner ces supernovae à enveloppe complètement dépouillée, car ils n'ont pas autant d'interaction de choc avec le gaz dans leur environnement. En bref, puisqu'ils ont perdu leurs enveloppes extérieures bien avant d'exploser, ils s'estompent beaucoup plus rapidement. Cela signifie que l'équipe n'aura qu'à attendre deux à trois ans avant de rechercher les compagnons survivants.
Leurs efforts devraient également être aidés par le déploiement du Télescope spatial James Webb (JWST), dont le lancement est prévu en 2020. Selon ce qu'ils trouveront, les astronomes pourraient être prêts à résoudre le mystère des causes des différents types de supernovae, ce qui pourrait également révéler davantage sur les cycles de vie des étoiles et la naissance de trous noirs.
