À environ un milliard d’années-lumière, une extraordinaire explosion stellaire s’est illuminée dans le ciel nocturne. L'explosion, détectée le 12 décembre 2024, avait une luminosité environ 30 fois supérieure à celle d'une supernova typique, la plaçant dans un groupe rare de supernovas superlumineuses. Désormais, les astronomes pensent savoir ce qui a rendu l'explosion si brillante : un type extrême d'étoile appelé magnétar, rapporte l'équipe le 11 mars dans Nature.
« Les supernovae superlumineuses sont 10 à 100 fois plus brillantes que les supernovae ordinaires », explique l'astrophysicien Joseph Farah de l'Université de Californie à Santa Barbara.
Ce qui rend la nouvelle supernova superlumineuse unique, c'est qu'elle semble contenir un signal distinct que les scientifiques appellent un « gazouillis ». Ce n’est pas un son que nous pouvons entendre, mais plutôt un signal que les astronomes peuvent voir. Le gazouillis est une fluctuation de luminosité dont la fréquence augmente avec le temps, ce qui signifie que la lumière de la supernova s'éclaircit et s'atténue selon des cycles de plus en plus rapides.
« Aucune supernova n'a émis de gazouillis auparavant, il doit donc se passer quelque chose de bizarre », explique Farah.
Il faisait partie d'une équipe qui a étudié la supernova avec un réseau mondial de télescopes appelé Observatoire de Las Cumbres. L'équipe a ensuite effectué des simulations informatiques de la lumière de l'explosion. Les résultats suggèrent que le spectacle de lumière extrême de la supernova était piloté par un objet dense et hautement magnétisé appelé magnétar. Lorsque le noyau d’une étoile s’effondre et déclenche une supernova, il laisse généralement derrière lui un trou noir ou une étoile à neutrons dense. Les magnétars sont des étoiles à neutrons dotées de champs magnétiques extrêmes.
Farah affirme qu'un magnétar est la seule explication solide du gazouillis de la supernova de 2024, confirmant les idées antérieures selon lesquelles des magnétars rotatifs peuvent alimenter ces événements superlumineux.
« Voir quelque chose de complètement nouveau, puis faire une prédiction au fur et à mesure qu'elle se produit, et ensuite cette prédiction se réalise, c'est comme si vous veniez d'avoir une conversation avec l'univers », dit-il.
La découverte de supernovas superlumineuses supplémentaires avec un signal gazouillis aiderait à confirmer les découvertes de l'équipe.
« Je ne pense pas que ce soit encore une preuve irréfutable », déclare l'astrophysicien Matt Nicholl de l'Université Queen's de Belfast, en Irlande du Nord. « Il est très difficile d'expliquer un gazouillis d'une autre manière. Il s'agit simplement de confirmer que nous voyons bien un gazouillis », dit-il. « C'est certainement le plus convaincant qui existe, mais j'aimerais juste en voir quelques-uns de plus avant de déclarer qu'il s'agit bien d'une preuve du magnétar. »
Si un magnétar était effectivement à l’origine de l’événement de 2024, les scientifiques devraient encore expliquer exactement comment. Farah et ses collègues suggèrent qu'un disque de gaz et de poussière provenant de l'étoile explosée s'est formé autour du magnétar pendant la supernova. Ce disque aurait vacillé en raison d’effets gravitationnels extrêmes, bloquant ou redirigeant diverses quantités de lumière à différents moments. À mesure que l’oscillation s’accélérait, elle aurait pu produire le gazouillis du signal lumineux de la supernova.
« La meilleure façon de l'imaginer est que si vous étiez un observateur essayant de rester assis autour du magnétar, ce serait vraiment très difficile parce que votre espace-temps est littéralement entraîné pour co-roter avec le magnétar », explique Farah. Cet effet est d’autant plus fort que vous vous rapprochez du magnétar, ce qui provoque l’oscillation du disque.
Les astronomes pourraient bientôt avoir davantage d’occasions d’étudier ces immenses explosions. Un nouveau télescope au Chili appelé Observatoire Vera C. Rubin devrait découvrir des milliers de nouvelles supernovas superlumineuses. Jusqu’à présent, seulement 300 environ ont été découverts.
Si les futures explosions stellaires contiennent des gazouillis et si les scientifiques confirment que la cause est le disque vacillant d'un magnétar, dit Farah, « cela nous donnerait de nouvelles façons de tester la relativité générale et nos théories de la physique fondamentale ».
