Le reste de la supernova 1987A ne semble pas avoir d'étoile à neutrons. Crédit d'image: Hubble. Cliquez pour agrandir.
En 1987, des observateurs terrestres ont vu une étoile exploser dans la galaxie naine voisine appelée le Grand Nuage de Magellan. Les astronomes ont étudié avec impatience cette supernova - la plus proche vue au cours des 300 dernières années - et ont continué à examiner ses restes. Bien que son onde de choc ait éclairé les nuages de gaz et de poussière environnants, la supernova ne semble avoir laissé aucun noyau derrière. Les astronomes rapportent maintenant que même les yeux perçants du télescope spatial Hubble n'ont pas réussi à localiser le trou noir ou l'étoile à neutrons ultracompacte qu'ils pensent avoir été créée par la mort de l'étoile il y a 18 ans.
«Nous pensons qu'une étoile à neutrons s'est formée. La question est: pourquoi ne le voyons-nous pas? " a déclaré l'astronome Geneviève Graves de l'UC Santa Cruz, premier auteur du document annonçant ces résultats.
"C'est là que réside le mystère: où est cette étoile à neutrons manquante?" songea le co-auteur Robert Kirshner du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Lorsqu'une étoile massive explose, elle laisse derrière elle une sorte d'objet compact, soit une boule de particules subatomiques de la taille d'une ville appelée étoile à neutrons, soit un trou noir. Le résultat dépend de la masse de l'étoile progénitrice. Les petites étoiles forment des étoiles à neutrons tandis que les grandes étoiles forment des trous noirs.
L'ancêtre de la supernova (SN) 1987A pesait 20 fois plus que le soleil, le plaçant directement sur la ligne de démarcation et laissant les astronomes incertains du type d'objet compact qu'il produisait. À ce jour, toutes les observations n'ont pas permis de détecter une source de lumière au centre du reste de la supernova, laissant la question du résultat sans réponse.
Détecter un trou noir ou une étoile à neutrons est un défi. Un trou noir ne peut être détecté que lorsqu'il avale de la matière, car la matière se réchauffe et émet de la lumière lorsqu'elle tombe dans le trou noir. Une étoile à neutrons à la distance du Grand Nuage de Magellan ne peut être détectée que lorsqu'elle émet des faisceaux de rayonnement sous forme de pulsar, ou lorsqu'elle accumule de la matière chaude comme un trou noir.
"Une étoile à neutrons pourrait simplement être assise à l'intérieur de SN 1987A, sans accréter la matière et n'émettant pas assez de lumière pour que nous puissions la voir", a déclaré l'astronome Peter Challis (CfA), deuxième auteur de l'étude.
Des observations ont exclu la possibilité d'un pulsar dans SN 1987A. Même si les faisceaux du pulsar n'étaient pas dirigés vers la terre, ils allumeraient les nuages de gaz environnants. Cependant, les théories prévoient qu'il peut s'écouler de 100 à 100 000 ans pour qu'un pulsar se forme à la suite d'une supernova, car l'étoile à neutrons doit gagner un champ magnétique suffisamment puissant pour alimenter le faisceau pulsar. SN 1987A est peut-être trop jeune pour contenir un pulsar.
En conséquence, la seule façon pour les astronomes de détecter l'objet central est de rechercher des preuves d'accumulation de matière sur une étoile à neutrons ou un trou noir. Cette accrétion pourrait se produire de deux manières: une accrétion sphérique dans laquelle la matière tombe de toutes les directions, ou une accrétion de disque dans laquelle la matière s'enroule d'un disque vers l'objet compact.
Les données Hubble excluent l'accrétion sphérique car la lumière de ce processus serait suffisamment brillante pour être détectée. Si l'accrétion du disque a lieu, la lumière qu'elle génère est très faible, ce qui signifie que le disque lui-même doit être assez petit en masse et en étendue radiale. De plus, le manque de rayonnement détectable indique que le taux d'accrétion du disque doit être extrêmement faible - moins d'environ un cinquième de la masse de la Lune par an.
En l'absence d'une détection définitive, les astronomes espèrent en savoir plus sur l'objet central en étudiant les nuages de poussière qui l'entourent. Cette poussière absorbe la lumière visible et ultraviolette et retransmet l'énergie aux longueurs d'onde infrarouges.
"En étudiant cette lumière retraitée, nous espérons découvrir ce qui alimente le reste de la supernova et allume la poussière", a déclaré Graves. Les futures observations du télescope spatial Spitzer de la NASA devraient fournir de nouveaux indices sur la nature de l’objet caché.
Des observations supplémentaires de Hubble pourraient également aider à résoudre le mystère. "Hubble est la seule installation existante avec la résolution et la sensibilité nécessaires pour étudier ce problème", a déclaré Kirshner.
Le document décrivant ces résultats est en ligne à http://arxiv.org/abs/astro-ph?0505066
Source d'origine: Communiqué de presse de la CfA
