Les étoiles massives dans leur phase de "supergéante rouge" deviennent environ 100 fois plus faibles dans la partie visible du spectre électromagnétique au cours des derniers mois avant de s'effondrer et d'exploser en supernova. C'est la découverte de chercheurs de l'Université John Moores de Liverpool au Royaume-Uni et de l'Université de Montpellier en France, qui ont simulé à quoi ressemblerait une étoile massive juste avant qu'elle n'explose et lorsqu'elle est nichée dans son "cocon" d'avant l'explosion. Le travail pourrait aider les astrophysiciens à comprendre ce qui fait exploser ces étoiles, ainsi que permettre aux astronomes d'attraper l'explosion en action.
Les étoiles massives sont définies comme celles qui sont huit à 20 fois plus lourdes que le Soleil. Dans la dernière phase de leur vie, ces étoiles se dilatent et se refroidissent pour devenir des supergéantes rouges (RSG). Selon des observations récentes, la plupart des étoiles pré-RSG peuvent être enveloppées dans de grandes quantités de matière circumstellaire (CSM), et cette matière peut ensuite être éjectée par l'étoile à l'approche de la supernova. On ne sait pas, cependant, sur quelle échelle de temps le MSC s'accumulerait. Se formerait-il sur plusieurs décennies grâce à un soi-disant « supervent » ? Ou cela prendrait-il moins d'un an via une brève explosion?
Simulation des spectres visibles pour les RSG pré-explosion
Pour faire la lumière sur ce mystère, des chercheurs menés par Ben Davies of Liverpool John Moores simulé les spectres visibles des RSG juste avant qu'ils n'explosent et lorsqu'ils sont entourés par le CSM pré-explosion. Ils ont découvert que ces étoiles devraient être à peine visibles peu de temps avant leur explosion car le CSM absorbe pratiquement toute la lumière aux longueurs d'onde visibles. "Le CSM dense obscurcit presque complètement l'étoile, la rendant 100 fois plus faible dans la partie visible du spectre électromagnétique", explique Davies. "Cela signifie que la veille de l'explosion de l'étoile, elle serait presque indétectable."
Les archives du télescope regorgent d'images contenant au hasard des étoiles massives devenues supernova depuis, ajoute-t-il. Par exemple, des chercheurs sondant une galaxie voisine à la recherche d'étoiles anciennes pourraient avoir accidentellement imaginé un RSG qui a ensuite explosé quelques années plus tard. Dans ces images de pré-explosion, les étoiles bientôt mortes semblent grandes et brillantes, comme le font toujours les étoiles massives, ce qui signifie qu'elles ne peuvent pas encore avoir construit le cocon circumstellaire prédit.
"Cela nous dit que dans les dernières années de la vie de l'étoile, elle passe de très brillante à pratiquement invisible en quelques mois", a-t-il déclaré. Monde de la physique. "C'est la signature que la supernova est imminente et suggère que le cocon se construit en moins d'un an, ce qui est très rapide."
Le modèle Superwind peut être exclu
Le résultat signifie également que le modèle superwind peut être exclu, dit-il, car dans ce cas, les RSG seraient obscurcis pendant des décennies avant d'exploser.
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Le nouveau travail, qui est détaillé dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, pourrait aider à optimiser la façon dont de futures installations comme le Observatoire Vera Rubin, qui devrait être mis en ligne dans les prochaines années, recherche des étoiles massives. "De tels programmes examineront une énorme fraction du ciel toutes les quelques nuits et surveilleront ainsi des milliards d'étoiles, y compris des milliers de RSG", explique Davies. "Si l'un de ces RSG commence à s'assombrir considérablement, nous pourrions déclencher une alerte pour commencer à observer l'étoile plus attentivement. Ce sera la première étape pour déterminer les causes de ces explosions pré-explosion. »
