SN 1054 - Définition

L'identification moderne de la supernova

À l'époque moderne, c'est entre les années 1920 et 1940 que l'étoile invitée de 1054 fut identifiée comme étant une supernova.

En 1921, c'est d'abord Carl Otto Lampland qui annonce avoir observé des changements dans la structure de la nébuleuse du Crabe. Cette annonce se produit à une époque où la nature de l'ensemble des nébulosités observées dans le ciel est totalement inconnue. Leur nature, leur taille et leur distance sont sujettes à débats. Observer des changements dans de tels objets permet de déterminer si leur extension spatiale est « petite » ou « grande », au sens où un objet aussi vaste que notre Voie lactée ne peut voir son aspect changer notablement en l'espace de quelques années, alors que de tels changements sont envisageables si la taille de l'objet n'excède pas quelques années-lumière. Les dires de Lampland furent confirmés quelques semaines plus tard par John Charles Duncan, astronome à l'observatoire du Mont Wilson. Celui-ci bénéficiant d'un matériel photographique qui n'avait pas changé depuis 1909 et qui rendait de fait plus facile la comparaison avec des clichés plus anciens, mit en évidence un mouvement général d'expansion de la nébuleuse, le déplacement de certains de ses points les éloignant systématiquement du centre et ce d'autant plus vite qu'ils en étaient éloignés.

Toujours en 1921, Knut Lundmark entreprend de compiler les données sur les « étoiles invitées » mentionnées dans les chroniques du monde chinois connues des Occidentaux. Il se fonde pour cela sur des travaux antérieurs ayant analysé diverses sources, telles le Wenxian Tongkao, pour la première fois étudié d'un point de vue astronomique par l'astronome français Jean-Baptiste Biot vers la moitié du XIX^e siècle, aidé en cela de son fils Édouard Biot, sinologue. Lundmark donne une liste de 60 « novas possibles » (suspected novae), terme générique pour désigner une explosion stellaire, recouvrant en réalité deux phénomènes bien distincts, les novae et les supernovae. La nova de 1054, déjà mentionnée par les Biot en 1843, fait partie de sa liste. Il précise en note de bas de page que la localisation de cette étoile invitée est « près de NGC 1952 », un des noms de la nébuleuse du Crabe, mais ne semble pas proposer explicitement de lien entre les deux.

En 1928, Edwin Hubble est le premier à noter que l'aspect changeant de la nébuleuse du Crabe, dont la taille augmente, suggère qu'il s'agisse des restes d'une explosion stellaire. Il réalise que la rapidité du changement de taille apparente de la nébuleuse signifie que l'explosion qui lui a donné naissance remonte à neuf siècles seulement, ce qui met la date de l'explosion dans la période couverte par la compilation de Lundmark. Il note par ailleurs que la seule nova possible recensée au voisinage de la constellation du Taureau (où se trouve la nébuleuse) est celle de 1054, dont l'âge estimé correspond précisément à une explosion datant du début du second millénaire. Hubble en déduit donc, à raison, que cette nébuleuse est effectivement le reste de cette explosion observée par les astronomes du monde chinois.

La remarque de Hubble reste relativement confidentielle, le phénomène physique de l'explosion n'étant à l'époque pas connu. C'est onze ans plus tard, alors que le fait que les supernovæ sont des phénomènes extrêmement lumineux a été mis en évidence par Walter Baade et Fritz Zwicky et que leur nature a été suggérée par Zwicky que Nicholas U. Mayall propose que l'étoile de 1054 soit en réalité une supernova, se fondant pour cela sur la vitesse d'expansion de la nébuleuse mesurée par spectroscopie, qui permet de déterminer sa taille physique et sa distance, qu'il estime à 5 000 années-lumière. Se basant sur la mention de l'éclat de l'étoile figurant sur les premiers documents découverts en 1934, il en déduit que l'éclat de l'astre en fait bien plus probablement une supernova qu'une nova.

Ce diagnostic s'affinera par la suite, ce qui poussera en 1942 Mayall et Jan Oort à analyser plus avant les témoignages historiques relatant l'apparition de l'étoile invitée (voir section Recueil des témoignages historiques ci-dessus). Ces nouveaux témoignages, globalement concordants entre eux, confirmeront les conclusions initiales obtenues par Mayall et Oort en 1939 et l'identification de l'étoile invitée de 1054 sera considérée comme établie au-delà de tout doute raisonnable. Toutes les supernovas historiques ne jouissent pas d'un tel statut : les supernovas du premier millénaire (SN 185, SN 386 et SN 393) ne sont établies que sur la base d'un seul document à chaque fois, et dont la précision demeure insatisfaisante ; quant à la supernova historique supposée qui a suivi celle de 1054, SN 1181, il existe des doutes légitimes quant à l'association entre le rémanent pressenti (3C58) et un objet qui aurait moins de 1000 ans d'âge. Les autres supernovæ historiques dont il existe des témoignages écrits antérieurs à l'invention du télescope (SN 1006, SN 1572 et SN 1604) sont à l'inverse établies avec certitude.