Le télescope espionne le cœur de la supernova

Une célèbre explosion a laissé derrière elle une étoile à neutrons, indiquent des données infrarouges

Au sein du nuage de poussière laissé par la supernova 1987A, l'explosion stellaire la plus célèbre de l'histoire moderne, les astronomes ont trouvé des preuves convaincantes de l'existence tant recherchée d'une étoile à neutrons. Le télescope spatial James Webb de la NASA a repéré des indices indirects d'une source de lumière puissante - probablement un type d'étoile à neutrons - provenant du cœur du reste de supernova, rapportent les chercheurs dans le numéro du 23 février de la revue Science. Cette découverte pourrait fournir des informations sur le comportement d'une étoile à neutrons quelques décennies seulement après sa naissance. "La supernova 1987A est vraiment un laboratoire unique pour étudier les supernovas", a déclaré l'astrophysicien Patrick Kavanagh de l'Université de Maynooth en Irlande le 17 février lors d'une conférence de presse à Denver lors d'une réunion de l'Association américaine pour l'avancement des sciences. C'est "le cadeau qui continue de donner, avec de nouvelles observations qui fournissent continuellement de nouvelles découvertes". Le 23 février 1987, les télescopes du monde entier ont eu une place de choix pour observer une supernova spectaculaire dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie compagne de la Voie lactée. De telles explosions se produisent lorsqu'une étoile d'au moins huit fois la masse du Soleil meurt. Située à seulement 160 000 années-lumière de la Terre, la supernova 1987A, comme elle est devenue connue, était visible à l'œil nu pendant des mois après. L'explosion a généré d'énormes quantités de neutrinos, dont quelques-uns ont fini par frapper des détecteurs sur Terre. C'était la première fois que ces particules fantômes étaient observées venant de l'extérieur du système solaire. Depuis la découverte de 1987A, les scientifiques se demandent ce qui est arrivé au noyau de fer de l'étoile supergéante bleue qui a explosé. S'est-il effondré en une étoile à neutrons ultra-dense ou en un trou noir ? Le fait que les neutrinos aient échappé à l'événement favorise la possibilité d'une étoile à neutrons, mais ce qui a été laissé derrière n'a pas encore été directement repéré. C'est en partie parce que les couches extérieures de l'étoile d'origine, désormais en mouvement à 10 000 kilomètres par seconde, ont créé un épais brouillard de poussière qui obscurcit la zone. La lumière infrarouge traverse la poussière plus facilement que d'autres longueurs d'onde, donc les yeux infrarouges du télescope spatial James Webb, ou JWST, sont bien adaptés pour regarder dans le nuage entourant 1987A. Avec le JWST, Kavanagh et ses collègues ont détecté des photons, ou particules de lumière, dans la région centrale poussiéreuse qui indiquent la présence d'argon et de soufre. De manière significative, ces éléments avaient été ionisés, ce qui signifie que certains de leurs électrons avaient été arrachés. "Vous avez besoin d'une source de photons de haute énergie pour créer ces ions", explique le coauteur Claes Fransson, astronome à l'Université de Stockholm. "La question est : qu'est-ce qui est à l'origine de cette ionisation ?" L'équipe suggère deux possibilités. La supernova 1987A aurait pu laisser derrière elle un pulsar, une étoile à neutrons hautement magnétisée qui génère de puissants faisceaux de rayonnement. Alternativement, les photons pourraient provenir d'une étoile à neutrons ordinaire dont la surface brûle à un million de degrés Celsius. "C'est l'une des preuves indirectes les plus solides suggérant la présence d'une étoile à neutrons", déclare Aravind Pazhayath Ravi, astrophysicien à l'Université de Californie à Davis. Prises ensemble avec les données recueillies par d'autres instruments, y compris le Réseau de millimètre/submillimètre de l'Atacama au Chili, les nouvelles observations rendent la possibilité d'un trou noir encore plus improbable. Détecter directement la jeune étoile à neutrons permettrait aux chercheurs de la comparer avec des étoiles plus anciennes ailleurs dans le cosmos, fournissant ainsi plus d'informations sur la structure interne de ces objets exotiques. Mais d'abord, les nuages entourant le reste de 1987A devront s'amincir davantage, ce qui devrait se produire dans environ la prochaine décennie, selon Ravi. Quand cela se produira, "nous aurons la photographie de la plus jeune étoile à neutrons jamais observée".