Il y a dix milliards d’années, une étoile a explosé en supernova. Les astronomes en ont reçu les premières images en 2016. Et ils prévoient aujourd’hui un rallumage de cette supernova pour 2037. © pixel, Adobe Stock
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Cette supernova va réapparaître dans 16 ans !

ActualitéClassé sous :Supernova , lentille gravitationnelle , amas de galaxies

Quelque part autour de 2037, un amas de galaxies géant devrait nous offrir un spectacle pour l'heure unique en son genre. Les astronomes prévoient en effet qu'il rallumera pour nous une supernova qui a brillé pour la première fois en 2016.

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Les astronomes savent, depuis longtemps maintenant, prévoir quand une éclipse de Soleil doit se produire. Ou encore, quand une comète croisera dans notre ciel. Mais il leur reste difficile de prévoir quand une étoile arrivera en fin de vie. Comment alors des chercheurs de la Nasa et de l’université de Copenhague (Danemark) peuvent-ils aujourd'hui annoncer que l'explosion en supernova d'une étoile sera visible par nos télescopes autour de 2037 ?

C'est grâce à Einstein. Ou plus exactement, grâce à sa théorie de la relativité qui énonce que les amas de galaxies -- qui contiennent des centaines, voire des milliers de galaxies -- peuvent, par leur masse colossale, courber jusqu'aux rayons de lumière. Ainsi les images qui nous arrivent de galaxies lointaines peuvent sembler venir d'un endroit totalement différent de celui où elles se situent réellement. Ce que les astronomes appellent l'effet de lentille gravitationnelle.

Et c'est ce qui leur a permis d'observer, en 2016, « au travers » de l'amas de galaxies MACS J0138, la supernova SN-Requiem. Le télescope spatial Hubble avait alors révélé non pas une, mais trois images de cette étoile, morte dans une fantastique explosion quelque part dans notre Univers il y a environ 10 milliards d'années. Trois images parce que la lumière émise a emprunté plusieurs chemins pour nous arriver. Faisant apparaître la supernova à différents endroits.

À gauche, les trois images de la supernova SN-Requiem apparaissent à des endroits différents de l’espace. Elles montrent aussi la supernova à des stades différents de son évolution. À droite, la même région vue en 2019. La supernova a disparu. Mais les astronomes prévoient qu’elle réapparaîtra à l’endroit cerclé de jaune en 2037. © S. Rodney (U. of S. Carolina), G. Brammer (Cosmic Dawn Center), J. DePasquale (STScI), P. Laursen (Cosmic Centre de l’Aurore)

Une opportunité d’en apprendre plus sur notre Univers

Des chemins plus ou moins longs qui plus est. Qui prennent donc plus ou moins de temps. Et qui donnent des images non seulement décalées dans l'espace, mais aussi dans le temps. Ainsi que les images de Hubble, les astronomes avaient pu observer la supernova à trois stades différents de son évolution. Des couleurs différentes montrent qu'elle se refroidit au fil du temps.

L’image qui doit nous arriver de SN-Requiem en 2037 est celle produite par la lumière qui a traversé le milieu de l’amas de galaxies MACS J0138. Là où la quantité de matière est la plus dense. C’est donc la dernière à nous arriver. © Hubble Space Telescope

Après toutes ces précisions, revenons à la prévision des astronomes. Celle qui annonce qu'une supernova va apparaître en 2037. Car c'est en analysant à l'aide de modèles informatiques la répartition des galaxies et de la matière noire au sein de l'amas MACS J0138 et la manière dont elles déforment les images, que les chercheurs ont pu calculer qu'une quatrième image de la galaxie hôte de la fameuse supernova SN-Requiem avait environ 21 ans de retard sur les autres. Puisque celles-ci ont été observées en 2016, celle-là devrait apparaître... autour de 2037 !

Et elle pourrait aider les astronomes à éclairer le mystère de l'expansion de l’Univers. Ou plutôt, le mystère de sa vitesse d'expansion. Pour l'heure, en effet, différentes méthodes de mesure donnent des résultats différents. Mais mesurer avec précision les retards d'apparition de sources telles que SN-Requiem pourrait mener à une évaluation fiable de la vitesse d'expansion de l'Univers. Surtout si les instruments du futur révèlent, comme les chercheurs l'attendent, des dizaines, voire des centaines d'autres objets semblables à cette supernova.

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