Les astronomes ont découvert la supernova la plus éloignée à ce jour, à une distance de 10,5 milliards d'années-lumière de la Terre. La supernova, nommée DES16C2nm, est une explosion cataclysmique qui a signalé la fin d'une étoile massive il y a environ 10,5 milliards d'années. Ce n'est que maintenant que la lumière nous parvient. L'équipe d'astronomes derrière la découverte a publié ses résultats dans un nouvel article disponible sur arXiv.
"... parfois il suffit de sortir et de chercher pour trouver quelque chose d'incroyable." - Dr Bob Nichol, Université de Portsmouth.
La supernova a été découverte par des astronomes impliqués dans le Dark Energy Survey (DES), une collaboration d'astronomes de différents pays. Le travail du DES est de cartographier plusieurs centaines de millions de galaxies, pour nous aider à en savoir plus sur l'énergie sombre. L'énergie noire est la force mystérieuse qui, selon nous, est à l'origine de l'expansion accélérée de l'Univers.
DES16C2nm a été détecté pour la première fois en août 2016. Sa distance et sa luminosité extrême ont été confirmées en octobre de la même année avec trois de nos télescopes les plus puissants - le Very Large Telescope et le Magellan Telescope au Chili, et l'Observatoire Keck, à Hawaï.
DES16C2nm est ce qu'on appelle une supernova superlumineuse (SLSN), un type de supernova découvert il y a seulement 10 ans. Les SLSN sont le type de supernova le plus rare et le plus brillant que nous connaissons. Après l'explosion de la supernova, elle a laissé une étoile à neutrons, qui est le type d'objet le plus dense de l'univers. On pense que l'extrême luminosité des SLSN, qui peut être 100 fois plus brillante que les autres supernovae, est causée par la chute de matière dans l'étoile à neutrons.
"C'est passionnant de faire partie de l'enquête qui a découvert la plus ancienne supernova connue." - Dr Mathew Smith, auteur principal, Université de Southampton
L'auteur principal de l'étude, le Dr Mathew Smith, de l'Université de Southampton, a déclaré: «C'est passionnant de faire partie de l'enquête qui a découvert la plus ancienne supernova connue. DES16C2nm est extrêmement éloigné, extrêmement brillant et extrêmement rare - pas le genre de chose que vous rencontrez chaque jour en tant qu'astronome. "
Le Dr Smith a poursuivi en disant que non seulement la découverte était excitante simplement pour être si distante, ancienne et rare. Il fournit également un aperçu de la cause des SLSN: «La lumière ultraviolette du SLSN nous informe de la quantité de métal produite dans l'explosion et de la température de l'explosion elle-même, deux éléments clés pour comprendre les causes et les motivations de ces explosions cosmiques. "
"Maintenant que nous savons comment trouver ces objets à des distances encore plus grandes, nous en recherchons activement davantage dans le cadre de l'enquête sur l'énergie sombre." - Co-auteur Mark Sullivan, Université de Southampton.
Maintenant que l'équipe internationale derrière le Dark Energy Survey a trouvé l'un des SLSN, elle veut en savoir plus. Le co-auteur Mark Sullivan, également de l'Université de Southampton, a déclaré: «Trouver des événements plus éloignés, pour déterminer la variété et le nombre de ces événements, est la prochaine étape. Maintenant que nous savons comment trouver ces objets à des distances encore plus grandes, nous en recherchons activement davantage dans le cadre du Dark Energy Survey. »
L'instrument utilisé par DES est la nouvelle caméra à énergie sombre (DECam), qui est montée sur le télescope Victor M. Blanco de 4 mètres à l'Observatoire interaméricain Cerro Tololo (CTIO) dans les Andes chiliennes. DECam est un appareil photo numérique extrêmement sensible de 570 mégapixels conçu et construit uniquement pour le Dark Energy Survey.
Le Dark Energy Survey implique plus de 400 scientifiques de plus de 40 institutions internationales. Il a commencé en 2013 et terminera sa mission de cinq ans dans le courant de 2018. Le DES utilise 525 nuits d'observation pour effectuer une étude approfondie et étendue pour enregistrer les informations de 300 millions de galaxies qui sont des milliards d'années-lumière de Terre. DES est conçu pour nous aider à répondre à une question brûlante.
Selon la théorie de la relativité générale d'Einstein, la gravité devrait ralentir l'expansion de l'univers. Et nous pensions que c'était le cas, jusqu'en 1998, lorsque les astronomes étudiant les supernovae lointaines ont découvert que l'inverse était vrai. Pour une raison quelconque, l'expansion s'accélère. Il n'y a vraiment que deux façons d'expliquer cela. Soit la théorie de la relativité générale doit être remplacée, soit une grande partie de l'univers - environ 70% - est constituée de quelque chose d'exotique que nous appelons l'énergie sombre. Et cette Énergie Sombre exerce une force opposée à la force d'attraction exercée par la matière «normale», provoquant l'accélération de l'expansion de l'univers.
"... parfois il suffit de sortir et de chercher pour trouver quelque chose d'incroyable." - Dr Bob Nichol, Université de Portsmouth.
Pour aider à répondre à cette question, le DES imagine 5 000 degrés carrés du ciel austral dans cinq filtres optiques pour obtenir des informations détaillées sur chacune des 300 millions de galaxies. Une petite partie du temps d'étude est également utilisée pour observer de plus petites parcelles de ciel une fois par semaine environ, pour découvrir et étudier des milliers de supernovae et d'autres transitoires astrophysiques. Et c'est ainsi que DES16C2nm a été découvert.
Le co-auteur de l'étude, Bob Nichol, professeur d'astrophysique et directeur de l'Institut de cosmologie et de gravitation de l'Université de Portsmouth, a déclaré: «De telles supernovae n'ont pas été imaginées lorsque nous avons commencé le DES il y a plus de dix ans. Ces découvertes montrent l'importance de la science empirique; il suffit parfois de sortir et de chercher pour trouver quelque chose d'incroyable. »
