Première détection directe d'une étoile à neutrons formée dans la supernova SN 1987A  

Dans une étude récemment publiée, des astronomes ont observé le rémanent de SN 1987A à l'aide du télescope spatial James Webb (JWST) . Les résultats ont révélé des raies d'émission d'argon ionisé et d'autres espèces chimiques fortement ionisées provenant du centre de la nébuleuse autour de SN 1987A. L'observation de tels ions indique la présence d'une étoile à neutrons nouvellement formée , source du rayonnement de haute énergie au centre du rémanent de supernova.

Les étoiles naissent, vieillissent et finissent par mourir dans une explosion. Lorsque le combustible s'épuise et que la fusion nucléaire au cœur de l'étoile cesse, la force gravitationnelle interne comprime le cœur, provoquant son effondrement. Dès le début de cet effondrement, en quelques millisecondes, le cœur est tellement comprimé que les électrons et les protons fusionnent pour former des neutrons, et un neutrino est libéré pour chaque neutron formé. Dans le cas des étoiles supermassives , l'effondrement du cœur est extrêmement rapide et donne lieu à une explosion puissante et lumineuse appelée supernova . Le flux de neutrinos produit lors de cet effondrement s'échappe dans l' espace sans obstacle, du fait de sa non-interaction avec la matière, devançant les photons piégés dans le champ magnétique. Ce flux agit comme un signal d'alarme, annonçant une possible observation optique imminente de l'explosion de la supernova .

SN 1987A fut la dernière supernova observée dans le ciel austral en février 1987. Il s'agissait de la première supernova visible à l'œil nu depuis celle de Kepler en 1604. Située à 160 000 années-lumière de la Terre dans le Grand Nuage de Magellan (une galaxie satellite de la Voie lactée), elle fut l'une des étoiles à explosion les plus brillantes observées en plus de 400 ans, brillant avec la puissance de 100 millions de soleils pendant plusieurs mois et offrant une occasion unique d'étudier les phases avant, pendant et après la mort d'une étoile.

SN 1987A était une supernova à effondrement de cœur. L'explosion s'est accompagnée d'une émission de neutrinos détectée par deux détecteurs Cherenkov à eau, Kamiokande-II et l'expérience Irvine-Michigan-Brookhaven (IMB), environ deux heures avant l'observation optique. Ceci suggérait la formation d'un objet compact (une étoile à neutrons ou un trou noir ) après l'effondrement du cœur, mais aucune étoile à neutrons n'a été directement détectée suite à l'événement SN 1987A ni à aucune autre explosion de supernova récente de ce type. Il existe néanmoins des indices indirects de la présence d'une étoile à neutrons dans le rémanent.

Dans une étude récemment publiée, des astronomes ont observé le rémanent de SN 1987A à l'aide du télescope spatial James Webb (JWST) . Les résultats ont révélé des raies d'émission d'argon ionisé et d'autres espèces chimiques fortement ionisées provenant du centre de la nébuleuse autour de SN 1987A. L'observation de tels ions indique la présence d'une étoile à neutrons nouvellement formée, source du rayonnement de haute énergie au centre du rémanent de supernova.

C'est la première fois que les effets de l'émission de haute énergie de la jeune étoile à neutrons sont détectés. 

*** 

Sources:  

1. Fransson C., et al 2024. Lignes d'émission dues aux rayonnements ionisants d'un objet compact dans les restes de Supernova 1987A. SCIENCE. 22 février 2024. Vol 383, numéro 6685 pp. 898-903. EST CE QUE JE: https://doi.org/10.1126/science.adj5796  

2. Université de Stockholm. Actualités -Le télescope James Webb détecte des traces d'étoile à neutrons dans une supernova emblématique. 22 février 2024. Disponible sur https://www.su.se/english/news/james-webb-telescope-detects-traces-of-neutron-star-in-iconic-supernova-1.716820  

3. ESA. News-Webb trouve des preuves de l'existence d'une étoile à neutrons au cœur d'un jeune reste de supernova. Disponible à  https://esawebb.org/news/weic2404/?lang   

***