Des traces chimiques dans certaines étoiles étranges faisaient allusion à l’existence d’hypernovas – un type de supernova hyper-énergétique. Mais de nouveaux modèles mathématiques remettent en question le battage médiatique autour des hypernovas.
Les modèles de mélange des éléments à travers les générations d'étoiles suggèrent que la filiation des étoiles attribuées aux événements d'hypernova aurait pu être plutôt des supernovas standards et d'autres événements stellaires cataclysmiques relativement courants, rapportent les chercheurs dans le rapport de septembre. Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
« Les preuves de [hypernovas] est désormais très sérieusement remise en question », déclare l'astrophysicien Ralph Schönrich de l'University College London.
Tout le monde n'est pas entièrement convaincu du changement dans les origines proposées des étoiles, y compris l'astronome Anna Frebel du Massachusetts Institute of Technology, qui pense que les supernovas et les hypernovas restent des candidats plausibles comme parents des étoiles. Frebel note cependant que ces découvertes sont un bon rappel pour les astronomes d'être prudents lorsqu'ils revendiquent l'unicité.
Les astronomes recherchent des indices sur l'origine d'une étoile dans les éléments qu'elle contient. Lorsqu’une étoile antérieure meurt, elle libère des éléments dans l’espace, parfois lors d’une explosion de supernova. Ce matériau se mélange au gaz qui pourrait éventuellement former de nouvelles étoiles. Différents types d'explosions génèrent des modèles chimiques différents, de sorte que les quantités relatives d'éléments dans une étoile peuvent aider les astronomes à comprendre ce qui s'est passé avant sa formation.
Mais retracer ainsi les origines d'une étoile dépend de la connaissance de la manière dont les éléments d'une explosion antérieure se sont propagés dans l'espace. Les modèles ont souvent traité la matière expulsée d'une supernova comme si elle se mélangeait uniformément avec le gaz qui forme de nouvelles étoiles. La nouvelle recherche prend en compte des observations et des modèles informatiques qui ont montré que ces explosions peuvent propager des éléments de manière asymétrique. Par exemple, un amas d’oxygène d’une supernova pourrait aller préférentiellement dans une direction et nickeler dans une autre. Même si les éléments éjectés se mélangent à d'autres poussières et gaz dans l'espace interstellaire, la surabondance dans certaines régions ne risque pas de se stabiliser, en particulier dans les premières générations d'étoiles, qui contiennent moins d'éléments lourds, explique Schönrich. En conséquence, deux étoiles se formant sur les côtés opposés d’un site de supernova pourraient avoir des compositions différentes.
Cela n’est pas surprenant pour l’astrophysicien Adam Burrows de l’Université de Princeton, qui étudie les supernovas et n’a pas participé à la recherche. Burrows dit que l'idée d'un mélange irrégulier résultant de ces événements est bien connue parmi les chercheurs en supernova, mais peu partagée par les astronomes qui étudient l'évolution des galaxies et des générations d'étoiles. « Ils prennent au sérieux ce que nous voyons depuis longtemps », dit Burrows.
Tenant compte de cette répartition inégale des matériaux, les chercheurs ont créé un modèle mathématique pour voir si les ratios d'éléments produits par des explosions déséquilibrées pouvaient correspondre au mélange observé dans certaines étoiles inhabituelles du halo de la Voie lactée, la sphère externe d'étoiles de la galaxie qui contient beaucoup de vieilles étoiles pauvres en éléments lourds. Auparavant, les chercheurs pensaient que les proportions d'éléments dans ces étoiles ne pouvaient pas avoir été formées uniquement par des événements réguliers et proposaient les hypernovas comme source. Mais les chercheurs ont découvert que leur modèle correspondait aussi bien, voire mieux, aux ratios d’éléments observés que le modèle d’hypernova.
« Un bon ajustement nous indique qu'un scénario d'enrichissement particulier est possible, mais il ne nous dit pas nécessairement que c'est le seul scénario », explique Frebel. Même si les supernovas ordinaires peuvent expliquer la chimie de ces étoiles, dit-elle, les nouveaux modèles n'excluent pas les hypernovas.
Quelle que soit l’origine de ces étoiles étranges, les astronomes conviennent que les résultats montrent que davantage d’études sur les supernovas et le mélange de gaz sont nécessaires.
