Un signal radio révèle l’origine d’une explosion de supernova thermonucléaire

Dans le dernier numéro du magazine nature, Des astronomes de l’Université de Stockholm révèlent l’origine d’une explosion de supernova thermonucléaire. Les fortes raies d’émission d’hélium et la première détection d’une telle supernova en ondes radio montrent que l’explosion[{ » attribute= » »>white dwarf star had a helium-rich companion.

Researchers from Stockholm University have discovered a thermonuclear supernova’s origin traced to a helium-rich companion star of a white dwarf. This first-ever detection of a supernova in radio waves sheds light on the nature and processes leading to Type Ia supernovae, crucial for measuring the universe’s expansion. The finding helps resolve the long-standing question about the process leading to the explosion of a white dwarf star and the nature of its progenitor, identified here as a helium star that had lost much of its material just prior to the white dwarf’s explosion.

Supernovae of Type Ia are important for astronomers since they are used to measure the expansion of the Universe. However, the origin of these explosions has remained an open question. While it is established that the explosion is that of a compact white dwarf star somehow accreting too much matter from a companion star, the exact process and the nature of the progenitor are not known. The new discovery of supernova SN 2020eyj established that the companion star was a helium star that had lost much of its material just prior to the explosion of the white dwarf.

Vue d’artiste d’un système d’étoiles doubles avec un matériau d’accrétion compact d’étoiles naines blanches provenant d’un compagnon donneur riche en hélium, entouré d’un matériau dense et poussiéreux. C’est l’interaction entre l’étoile qui explose et le matériau résiduel de ce compagnon qui a donné lieu au signal radio puissant et aux lignes d’hélium claires dans les spectres optiques de SN 2020eyj. Crédit : Observatoire Adam Makarenko/WM Keck

« Une fois que nous avons vu les signatures de la forte interaction avec le matériau compagnon, nous avons également essayé de le détecter dans les émissions radio », explique Erik Kohl, chercheur postdoctoral au Département d’astronomie de l’Université de Stockholm et auteur principal de l’article. « La détection par radio est la première d’une supernova de type Ia – quelque chose que les astronomes ont essayé de faire pendant des décennies. »

Supernova 2020eyj a été découverte par la caméra du Zwicky Transient Facility sur la montagne Palomar, où le Centre Oskar Klein de l’Université de Stockholm compte des membres.

« Le télescope optique nord de La Palma a été essentiel pour suivre cette supernova », explique le professeur Jesper Sollermann du département d’astronomie et co-auteur de l’article.
« Tout comme les spectres du grand télescope Keck à Hawaï qui ont immédiatement révélé un matériau très inhabituel dominé par l’hélium autour de l’étoile qui explose. »

Erik Kohl (au centre) et Joel Johansson (à gauche) sont des chercheurs postdoctoraux au Centre Oskar Klein de l’Université de Stockholm et auteurs principaux de cet article avec le professeur Jesper Solermann (à droite) du Département d’astronomie. Crédit : Magnus Näslund

« Il s’agit clairement d’une supernova de type Ia inhabituelle, mais elle est toujours liée à celles que nous utilisons pour mesurer l’expansion de l’univers », ajoute Joel Johansson du Département de physique.

« Alors qu’il semble que les supernovae de type Ia explosent toujours avec la même luminosité, cette supernova nous indique qu’il existe de nombreuses voies différentes pour l’explosion d’une étoile naine blanche », ajoute-t-il.

Référence : « Supernova de type Ia détectée par radio avec un matériau riche en hélium » par Erik C. Kool, Joel Johansson, Jesper Sollerman, Javier Moldón, Takashi J. Moriya, Seppo Mattila, Steve Schulze, Laura Chomiuk et Miguel Pérez-Torres, Disponible ici Chelsea Harris, Peter Lundqvist, Matthew Graham, Sheng Yang, Daniel A. Burley, Nora-Lynn Strutjohan, Christopher Fremling, Avishai Gal-Yam, Jeremy Lesmi, Kate Maguire, Connor Omand, Matthew Smith, Igor Andreoni, Eric C Bellem, Joshua S. Bloom, Keshalai D, Stephen L Groome, Mansi M Kasliwal, Frank J Massey, Michael S Medford, Sungmin Park, Josiah Purdum, Thomas M Reynolds, Red Riddell, Estelle Robert, Stuart D Rider, Yashvi Sharma & Daniel Stern 17 mai 2023, disponible ici. nature.
doi : 10.1038/s41586-023-05916-w

L’article « Radio-Detected Type Ia Supernova with Helium-Enriched Material » a été publié. nature Il est dirigé par Eric Kohl du Département d’astronomie de l’Université de Stockholm et décrit la première détection radio d’une supernova de type Ia. Les co-auteurs de l’Université de Stockholm sont Joel Johansson, Jesper Solermann, Steve Schulz, Peter Lundqvist, Cheng Yang et Connor Omand. Des chercheurs d’instituts du monde entier, dont Caltech, l’Institut Weizmann, l’IAA-CSIC, le NAOJ, l’Université Macquarie et le Trinity College de Dublin, ont participé à ces travaux.

Financement : Vetenskapsrådet (Conseil suédois de la recherche), Fondation Wenner-Gren