Gaia découvre sa première supernova

Tout en balayant le ciel pour mesurer les positions et les mouvements des étoiles dans notre Galaxie, Gaia a découvert sa première explosion stellaire dans une autre galaxie lointaine, très lointaine.

Cet événement puissant, maintenant nommé Gaia14aaa, a eu lieu dans une galaxie lointaine, à environ 500 millions d'années lumière de la Terre, et a été révélé par une hausse soudaine de la luminosité de la galaxie entre deux observations de Gaia séparées d'un mois.

Gaia, qui a commencé ses travaux scientifiques le 25 Juillet, observe régulièrement l'ensemble du ciel, de sorte que les ensembles des milliard d'étoiles seront examinés en moyenne 70 fois au cours des cinq prochaines années.

"Ce genre d'enquête répétée est très pratique pour l'étude de la nature changeante du ciel", commente Simon Hodgkin de l'Institut d'astronomie de Cambridge, au Royaume-Uni.

Beaucoup de sources astronomiques sont variables: certaines présentent un schéma régulier, avec une luminosité croissante périodiquement et un déclin, tandis que d'autres peuvent subir des changements soudains et spectaculaires.

"Comme Gaia examine chaque partie du ciel à plusieurs reprises, nous avons une chance d'apercevoir des milliers de 'guest stars' sur la voute céleste", note le Dr Hodgkin. "Ces sources transitoires peuvent être des phénomènes les plus puissants de l'univers, comme cette supernova."

Le Dr Hodgkin fait partie de l'équipe scientifique de Gaia, qui comprend des astronomes des universités, de Cambridge, du Royaume-Uni, et de Varsovie, en Pologne. L'équipe étudie les scans à la recherche de changements inattendus.

Il n'a pas fallu longtemps pour que l'équipe de chercheurs trouve la première "anomalie" sous la forme d'une hausse soudaine de la lumière provenant d'une galaxie lointaine, détectée le 30 Août. La même galaxie est apparue beaucoup plus faible quand Gaia effectua sa première observation juste un mois avant.

"Nous avons immédiatement pensé qu'il pourrait s'agir d'une supernova, mais nous avions besoin de plus d'indices pour confirmer l'observation", explique ?ukasz Wyrzykowski de l'Observatoire astronomique de l'Université de Varsovie.

D'autres événements cosmiques puissants peuvent ressembler à une supernova dans une galaxie lointaine, comme des explosions causées par un trou noir supermassif actif au centre de la galaxie.


Cependant, dans Gaia14aaa, la position de la tache lumineuse de la lumière a été légèrement décalée par rapport à la base de la galaxie, suggérant qu'il était peu probable que cela soit lié à un trou noir central.

Ainsi, les astronomes ont cherché plus d'informations à la lumière de cette nouvelle source. Outre l'enregistrement de la position et la luminosité des étoiles et des galaxies, Gaia divise aussi la lumière pour créer un spectre. En fait, Gaia utilise deux prismes couvrant les régions rouge et bleu des longueurs d'onde, pour produire un spectre à basse résolution qui permet aux astronomes de chercher des signatures des différents éléments chimiques présents dans la source de cette lumière.

"Dans le spectre de cette source, nous avons déjà pu voir la présence de fer et d'autres éléments qui sont connus pour être dans les supernovae", dit Nadejda Blagorodnova, un étudiant en doctorat de l'Institut d'astronomie de Cambridge.

En outre, la partie bleue du spectre apparaît beaucoup plus lumineux que la partie rouge, comme prévu dans une supernova. Et pas n'importe quelle supernova: les astronomes soupçonnaient déjà qu'il pourrait s'agir d'une "supernova type Ia - l'explosion d'une naine blanche enfermée dans un système binaire avec une étoile compagnon.

Alors que d'autres types de supernovae sont des explosions d'étoiles massives, plusieurs fois plus massives que le Soleil, les supernovae de type Ia sont produites par des étoiles moins massives en fin de vie.

Les étoiles de faible masse, ayant une masse similaire à celle du Soleil, finissent leur vie en douceur, gonflant leurs couches externes et laissant derrière elles une naine blanche compacte. Leur haute densité signifie que les naines blanches peuvent exercer une attraction gravitationnelle intense sur une étoile compagnon à proximité, une accrétion de masse de celui-ci jusqu'à ce que la naine blanche atteint une masse critique qui se termine alors en une violente explosion.

Pour confirmer la nature de cette supernova, les astronomes ont complété les données Gaia avec plus d'observations à partir du sol, en utilisant le télescope Isaac Newton (INT) et le télescope robotique Liverpool de La Palma, aux Canaries, en Espagne.

Un spectre à haute résolution, obtenu le 3 Septembre avec la RC, a non seulement confirmé que l'explosion correspond à une supernova de type Ia, mais a également fourni une estimation de la distance. Ceci prouve que la supernova s'est produite dans la galaxie où elle a été observée.

"C'est la première supernova dans ce que nous espérons être une longue série de découvertes avec Gaia", dit Timo Prusti, le scientifique "Gaia projet" de l'ESA.

Les supernovae sont des événements rares: seulement un couple de ces explosions se produit chaque siècle dans une galaxie typique. Mais elles ne sont pas si rares dans tout le ciel, si nous prenons en compte les centaines de milliards de galaxies qui peuplent l'Univers.

Les astronomes de l'équipe scientifique se familiarisent actuellement avec les données, les tests et l'optimisation de leur logiciel de détection. En quelques mois, ils s'attendent à ce que Gaia découvre trois nouvelles supernovae tous les jours.

En plus des supernovae, Gaia va découvrir des milliers de sources transitoires d'autres genres, les explosions stellaires sur une échelle plus petite que les supernovae, comme la formation de jeunes étoiles qui naissent, des explosions provoquées par les trous noirs qui perturbent et dévorent une étoile proche, et peut-être certains phénomènes entièrement nouveaux jamais observés auparavant.

"Le ciel est en feu avec des sources de lumière particulières, et nous sommes impatients de le sonder avec Gaïa dans les années à venir", conclut le Dr Prusti.



Voir aussi: http://www.techno-science.net/actualite/redirect-N13125.html