Le Galaxy NGC 7424 tel que reproduit par les Gémeaux. Cliquez pour agrandir
Lorsqu'une supernova a été découverte en décembre 2001, les astronomes l'ont immédiatement étiquetée de type II - lorsqu'une gigantesque étoile manque de carburant et explose. Mais alors l'hydrogène révélateur qui l'entourait a disparu, et les astronomes ont dû le reclasser comme supernova de type I - quand une naine blanche vole de la matière à un compagnon. Les astronomes utilisant le télescope Gemini au Chili pensent avoir résolu le mystère. Ils ont trouvé une étoile compagnon laissée derrière quand la supernova a explosé; cela fournissait l'hydrogène et masquait la supernova d'origine.
En utilisant le télescope Gemini South au Chili, les astronomes australiens ont trouvé une étoile «compagnon» prédite laissée derrière lorsque son partenaire a explosé comme une supernova très inhabituelle. La présence de la compagne explique pourquoi la supernova, qui a commencé par ressembler à une sorte d'étoile qui explose, a semblé changer d'identité après quelques semaines.
Les observations Gemini devaient à l'origine être une reconnaissance pour une imagerie ultérieure avec le télescope spatial Hubble. "Mais les données Gemini étaient si bonnes que nous avons obtenu notre réponse tout de suite", a déclaré le chercheur principal, le Dr Stuart Ryder de l'Observatoire anglo-australien (AAO).
Le célèbre chasseur de supernova australien Bob Evans a repéré la supernova 2001ig pour la première fois en décembre 2001. Il se trouve à la périphérie d'une galaxie spirale NGC 7424, à environ 37 millions d'années-lumière dans la constellation sud de Grus (la grue).
La supernova a été surveillée au cours du mois suivant par des télescopes optiques au Chili. Les supernovae sont classées selon les caractéristiques de leurs spectres optiques. Le SN2001ig a initialement montré les signes révélateurs de l'hydrogène, qui l'a marqué comme une supernova de type II, mais l'hydrogène a ensuite disparu, ce qui l'a placé dans la catégorie de type I.
Mais comment une supernova pourrait-elle changer de type? Seule une poignée de ces supernovae, classées comme «Type IIb» pour indiquer leur curieux changement d'identité, ont jamais été vues. Un seul (appelé SN 1993J) était plus proche que SN 2001ig.
Les astronomes qui étudiaient le SN1993J avaient suggéré une explication: l'ancêtre de la supernova avait une étoile compagnon qui enlevait le matériau de l'étoile avant qu'elle n'explose. Cela ne laisserait qu'un peu d'hydrogène sur le progéniteur, si peu qu'il pourrait disparaître du spectre de la supernova en quelques semaines.
Une décennie plus tard, des observations avec le télescope spatial Hubble en orbite et l'un des télescopes Keck à Hawaï ont confirmé que le SN 1993J avait bien un compagnon. Ryder et ses collègues se sont demandés si le SN2001ig pouvait également avoir un compagnon.
Peu de temps après la découverte du SN2001ig, Ryder et ses collègues ont commencé à le surveiller avec un radiotélescope, l'Australian Telescope Compact Array du CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) en Australie orientale. L'émission radio n'a pas diminué en douceur au fil du temps mais a plutôt montré des bosses et des creux réguliers. Cela suggère que le matériau dans l'espace autour de l'étoile qui a explosé - qui a dû être versé tard dans sa vie - était inhabituellement grumeleux.
Bien que les grumeaux aient pu représenter la matière périodiquement rejetée par l'étoile convulsive, leur espacement était tel qu'une autre explication semblait plus probable: ils étaient générés par un compagnon sur une orbite excentrique. Pendant son orbite, le compagnon aurait balayé le matériel répandu par l'ancêtre dans un motif en spirale (moulinet), avec des grumeaux plus denses au point de l'orbite-périastron-où les deux étoiles se sont approchées le plus étroitement.
De telles spirales ont été imagées autour d'étoiles chaudes et massives appelées étoiles Wolf-Rayet par le Dr Peter Tuthill de l'Université de Sydney, à l'aide des télescopes Keck. Les bosses de la courbe de lumière radio du SN2001ig ont été espacées d'une manière compatible avec la courbure de l'une des spirales imagées par Tuthill.
"La théorie de l'évolution stellaire suggère qu'une étoile de Wolf-Rayet avec un compagnon massif pourrait produire ce type inhabituel de supernova", a déclaré Ryder.
Si l'ancêtre de la supernova avait un compagnon, il pourrait être visible lorsque les débris de la supernova se seraient dissipés. Les astronomes ont donc fait une demande d'observation avec la caméra GMOS (Gemini Multi-Object Spectrograph) sur le télescope Gemini South de 8 mètres.
Au moment de l'observation, les «conditions de vision» (stabilité de l'atmosphère) étaient excellentes. Une heure et demie seulement a été nécessaire pour imager le champ de la supernova et révéler un objet en forme de point jaune-vert à l'emplacement de l'explosion de la supernova.
"Nous pensons que c'est le compagnon", a déclaré Ryder. "Il est trop rouge pour être un patch d'hydrogène ionisé et trop bleu pour faire partie du reste de la supernova lui-même."
Le compagnon a une masse comprise entre 10 et 18 fois celle du Soleil. Les astronomes espèrent réutiliser les OGM dans les prochains mois pour obtenir un spectre du compagnon, afin d'affiner cette estimation.
Les compagnons binaires pourraient expliquer une grande partie de la diversité observée dans les supernovae, suggère Ryder. «Nous avons pu montrer que le comportement caméléon du SN2001ig a une explication étonnamment simple», a-t-il déclaré.
Ce n'est que la deuxième fois qu'une étoile compagnon d'une supernova de type IIb est imagée, et la première fois que l'imagerie est réalisée à partir du sol.
Un article sur les observations, «A post-mortem investigation of the Type IIb supernova 2001ig», co-écrit par Ryder, étudiant diplômé de l'Université de Tasmanie Clair Murrowood et ancien astronome AAO Dr Raylee Stathakis, a été publié en ligne dans Monthly Notices of the Royal. Astronomical Society le 2 mai. Il est également disponible ICI.
Source d'origine: Observatoire des Gémeaux
