Une collision stellaire déclenche une explosion de supernova –

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  • Les astronomes ont trouvé des preuves dramatiques qu’un trou noir ou une étoile à neutrons s’est frayé un chemin dans le noyau d’une étoile compagne et a fait exploser cette compagne en supernova. Les astronomes ont été informés par les données du Very Large Array Sky Survey (VLASS), un projet pluriannuel utilisant le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation.

    “Les théoriciens avaient prédit que cela pourrait arriver, mais c’est la première fois que nous voyons un tel événement”, a déclaré Dillon Dong, étudiant diplômé à Caltech et auteur principal d’un article rapportant la découverte dans le journal. Science.

    Le premier indice est venu lorsque les scientifiques ont examiné les images de VLASS, qui a commencé les observations en 2017, et ont trouvé un objet émettant des ondes radio brillantes mais qui n’était pas apparu dans une précédente étude du ciel VLA, appelé Faint Images of the Radio Sky at Twenty centimètres (FIRST ). Ils ont fait des observations ultérieures de l’objet, désigné VT 1210+4956, en utilisant le VLA et le télescope Keck à Hawaï. Ils ont déterminé que l’émission radio lumineuse provenait de la périphérie d’une galaxie naine formant des étoiles à quelque 480 millions d’années-lumière de la Terre. Ils ont découvert plus tard qu’un instrument à bord de la Station spatiale internationale avait détecté une rafale de rayons X provenant de l’objet en 2014.

    Les données de toutes ces observations ont permis aux astronomes de reconstituer l’histoire fascinante d’une danse de la mort longue de plusieurs siècles entre deux étoiles massives. Comme la plupart des étoiles beaucoup plus massives que notre Soleil, ces deux étoiles sont nées sous la forme d’une paire binaire, en orbite étroite l’une autour de l’autre. L’un d’eux était plus massif que l’autre et a évolué plus rapidement tout au long de sa durée de vie normale, alimentée par la fusion nucléaire, et a explosé en tant que supernova, laissant derrière lui soit un trou noir, soit une étoile à neutrons superdense.

    L’orbite du trou noir ou de l’étoile à neutrons s’est progressivement rapprochée de son compagnon, et il y a environ 300 ans, il est entré dans l’atmosphère du compagnon, entamant la danse de la mort. À ce stade, l’interaction a commencé à projeter du gaz loin du compagnon dans l’espace. Le gaz éjecté, en spirale vers l’extérieur, a formé un anneau en expansion en forme de beignet, appelé tore, autour de la paire.

    Finalement, le trou noir ou l’étoile à neutrons s’est frayé un chemin vers le noyau de l’étoile compagnon, perturbant la fusion nucléaire produisant l’énergie qui a empêché le noyau de s’effondrer par sa propre gravité. Lorsque le noyau s’est effondré, il a brièvement formé un disque de matière en orbite étroite autour de l’intrus et a propulsé un jet de matière vers l’extérieur du disque à des vitesses approchant celle de la lumière, forant son chemin à travers l’étoile.

    “Ce jet est ce qui a produit les rayons X vus par l’instrument MAXI à bord de la Station spatiale internationale, et cela confirme la date de cet événement en 2014”, a déclaré Dong.

    L’effondrement du noyau de l’étoile l’a fait exploser en tant que supernova, à la suite de l’explosion précédente de son frère.

    “L’étoile compagnon allait finir par exploser, mais cette fusion a accéléré le processus”, a déclaré Dong.

    Le matériau éjecté par l’explosion de la supernova de 2014 s’est déplacé beaucoup plus rapidement que le matériau éjecté plus tôt de l’étoile compagnon, et au moment où VLASS a observé l’objet, l’explosion de la supernova était en collision avec ce matériau, provoquant de puissants chocs qui ont produit l’émission radio lumineuse vue par le VLA.

    « Toutes les pièces de ce puzzle s’assemblent pour raconter cette histoire incroyable », a déclaré Gregg Hallinan de Caltech. “Le vestige d’une étoile qui a explosé il y a longtemps a plongé dans sa compagne, la faisant exploser aussi”, a-t-il ajouté.

    La clé de la découverte, a déclaré Hallinan, était VLASS, qui image l’ensemble du ciel visible à la latitude du VLA – environ 80% du ciel – trois fois en sept ans. L’un des objectifs de VLASS de cette façon est de découvrir des objets transitoires, tels que des explosions de supernova, qui émettent brillamment aux longueurs d’onde radio. Cette supernova, provoquée par une fusion stellaire, a cependant été une surprise.

    “De toutes les choses que nous pensions découvrir avec VLASS, celle-ci n’en faisait pas partie”, a déclaré Hallinan.

    L’Observatoire national de radioastronomie est une installation de la National Science Foundation, exploitée en vertu d’un accord de coopération par Associated Universities, Inc.

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