Certaines étoiles massives peuvent s'éteindre avec un pétillement, pas avec un bang.
Une étoile qui disparaîtrait de notre champ de vision pourrait être une « supernova ratée », une explosion stellaire qui s’est éteinte au lieu d’exploser complètement, rapporte une nouvelle étude. Si elle était réelle, l’échec de la supernova marquerait la naissance d’un trou noir.
À la fin de leur vie, les étoiles massives explosent dans des explosions éblouissantes appelées supernovas, déclenchées lorsque le noyau de l’étoile s’effondre. Mais parfois, soupçonnent les scientifiques, il n'y a pas assez de punch pour une explosion complète, ce qui donne lieu à une étoile qui s'éteint sans feu d'artifice.
Personne n’a jamais détecté de manière concluante une supernova défaillante. Mais maintenant, il y a un nouveau candidat. La lumière visible de l'étoile, une supergéante repérée dans la galaxie voisine d'Andromède, s'est considérablement estompée à partir de 2016, pour disparaître complètement d'ici 2023, rapportent l'astrophysicien du MIT Kishalay De et ses collègues dans un article soumis le 18 octobre à arXiv.org.
« C'est ce à quoi tu t'attends [from a failed supernova]. Vous avez là quelque chose de brillant et lumineux qui ressemble à une étoile massive, puis cela disparaît », explique l'astrophysicien Morgan Fraser, qui n'a pas participé à la recherche.
Mais la découverte n'est pas encore concluante. « Il y a beaucoup d'autres choses… qui peuvent se ressembler un peu et vous induire en erreur », explique Fraser, de l'University College Dublin. Par exemple, des nuages de poussière peuvent envelopper les étoiles et les obscurcir (SN : 16/06/21).
Autre énigme : les scientifiques s'attendent à voir du tumulte suite à l'échec d'une supernova, car les couches externes de l'étoile devraient se gonfler. Mais De et ses collègues n’ont vu aucun spectacle de lumière visible. Pour expliquer cela, les chercheurs suggèrent que l’étoile avait déjà été dépouillé d’une partie de son enveloppe externe d’hydrogène. De a refusé de commenter car l’étude n’a pas encore été évaluée par des pairs.
En conclusion, attraper un échec de supernova serait une victoire astronomique. « Pour l'instant, c'est le seul moyen possible de constater la formation d'un trou noir », explique l'astrophysicien Christopher Kochanek de l'Ohio State University.
Kochanek et ses collègues ont précédemment signalé un éventuel échec de supernova (SN : 20/09/16). Mais les scientifiques s’efforcent toujours d’exclure d’autres explications possibles. Des observations de suivi avec le télescope spatial James Webb, ou JWST, ont montré une lueur infrarouge, ont rapporté Kochanek et ses collègues dans le 20 février. Journal d'astrophysique. Cette lumière infrarouge pourrait être émise par des matières résiduelles tombant dans un trou noir nouvellement formé. Ou cela pourrait être dû à quelque chose de plus banal qu’une supernova ratée, comme deux étoiles fusionnant et soulevant un nuage de poussière.
De même, une certaine lueur infrarouge persistait de la nouvelle étoile disparue, même si la lumière visible avait disparu. Cela nous laisse dans le même flou quant à savoir s’il s’agit ou non d’une supernova ratée. « Avec les rares observations dont nous disposons… il est très difficile de faire la différence », explique l'astrophysicien Griffin Hosseinzadeh de l'Université de Californie à San Diego, qui n'a pas participé à la recherche.
Des données supplémentaires de JWST pourraient aider à déterminer les origines des deux prétendues supernovas défaillantes. Les scientifiques pourraient également rechercher des rayons X, qui pourraient être produits si un trou noir avale de la matière.
Comprendre l'agonie des étoiles est important pour déterminer comment les galaxies obtiennent leurs populations de trous noirs et d'étoiles à neutrons – des restes ultradenses laissés par les supernovas réussies (SN : 22/02/24). Et la disparition des étoiles est également importante dans la manière dont les éléments chimiques formés dans les étoiles sont diffusés dans tout le cosmos.
A terme, les scientifiques espèrent pouvoir prédire le sort ultime d’une étoile. « Ce que nous aimerions savoir, c'est qu'en fonction de la masse de l'étoile à sa naissance, va-t-elle être une supernova et former une étoile à neutrons, ou est-ce un échec et former un trou noir ? » » déclare l'astrophysicien Stanford Woosley de l'Université de Californie à Santa Cruz, qui n'a pas participé à la recherche. « L'idée même de la naissance d'un trou noir, son apparence et ce que produisent les différentes masses d'étoiles, ce sont des questions cruciales. »
