Le télescope James-Webb a suivi une même supernova depuis son maximum de luminosité jusqu’au moment où ses couches internes devenaient directement observables.
L’objet, nommé SN 2025rbs, se trouve à environ 14,5 mégaparsecs, soit près de 47 millions d’années-lumière. Il appartient au type Ia. Ces explosions surviennent lorsqu’une naine blanche, le reste très dense d’une étoile, subit une réaction nucléaire incontrôlée qui la détruit.
Représentation artistique d'une supernova de type Ia : dans un système double, une naine blanche explose après avoir accrété la matière de l'étoile voisine.
Crédit: University of Warwick/Mark Garlick
Les chercheurs ont observé SN 2025rbs à trois reprises avec James-Webb : 1, puis 23 et 84 jours après son maximum de luminosité visible. Ils ont combiné ces données avec des observations depuis le sol. L’ensemble couvre des longueurs d’onde allant de la lumière visible jusqu’à l’infrarouge moyen, invisible pour nos yeux.
Cette couverture apporte un avantage particulier. Au début, la matière expulsée reste suffisamment dense pour masquer une partie de l’intérieur. Avec son expansion, elle devient progressivement plus transparente. Les astronomes peuvent alors observer des régions de plus en plus profondes.
Dès le maximum de luminosité, James-Webb a obtenu un spectre inédit dans l’infrarouge moyen pour une supernova de type Ia à ce stade. Un spectre décompose la lumière selon ses longueurs d’onde. Les signatures obtenues permettent d’identifier des éléments chimiques et d’estimer les vitesses de la matière qui les contient.
Après 23 jours, l’infrarouge moyen révélait déjà principalement des émissions produites par une matière devenue plus transparente. Au 84e jour, cette partie du spectre avait atteint ce que les astronomes appellent la phase nébulaire. La lumière visible et le proche infrarouge, eux, montraient encore une transition en cours.
Les données révèlent aussi une organisation en couches. Du nickel stable apparaît surtout aux plus faibles vitesses, donc près du centre de l’explosion. Le cobalt radioactif occupe des vitesses intermédiaires. L’argon se situe davantage vers l’extérieur. Cette répartition conserve une trace de la manière dont la naine blanche a explosé.
Un autre détail résiste encore aux modèles. Les calculs reproduisent approximativement une signature du magnésium dans le proche infrarouge, mais sous-estiment fortement certaines signatures du même élément plus loin dans l’infrarouge. Les prochaines simulations devront expliquer cet écart pour mieux relier les spectres observés aux conditions physiques de l’explosion.