Le six août 1181, des astronomes chinois remarquèrent une nouvelle étoile dans la constellation de Cassiopée. Elle brilla pendant 185 jours, s'éteignant lentement, puis disparut, ne laissant qu'une trace dans les annales. Aujourd'hui, à son emplacement se trouve une naine blanche chaude (un noyau stellaire comprimé sans réactions nucléaires), chauffée à des dizaines de milliers de degrés. C'est le rémanent d'une supernova faible de type rare Iax. L'explosion aurait pu être alimentée par la matière d'une étoile voisine. Mais toutes les recherches ont montré une chose : le compagnon a disparu.

Parmi les supernovae de type Ia, qui servent de règles cosmiques, les faibles sœurs Iax sont longtemps restées dans l'ombre. Le mystère de leur origine remonte aux travaux pionniers de Subrahmanyan Chandrasekhar, qui calcula la masse maximale d'une naine blanche, et de Fritz Zwicky, qui prédit les supernovae. Le scénario de leur naissance se dessinait de deux façons : soit une naine blanche soutire de l'hélium d'une étoile compagne gonflée dans un système binaire, provoquant une combustion incomplète — une déflagration, un incendie lent plutôt qu'une détonation — soit deux naines blanches fusionnent en un seul objet. Dans le premier cas, l'étoile donneuse survit. Dans le second, le partenaire disparaît à jamais. Élucider SN 1181 éclairerait toute la famille de ces étranges explosions.

Pour retrouver le partenaire disparu, les astronomes ont passé au peigne fin les environs du rémanent dans un rayon de 30 secondes d'arc — à une distance de 2.5 kiloparsecs, cela correspond à une zone d'environ 0.3 parsec de diamètre (presque une année-lumière). Ils ont utilisé les données de deux instruments : le télescope spatial Gaia, qui mesure les parallaxes (déplacements des étoiles dus au mouvement de la Terre) et les mouvements propres, et le relevé au sol Pan-STARRS1, capable de distinguer des objets faibles jusqu'à la 8e magnitude. Seize candidats trouvés par Gaia ont été écartés : leurs distances ne correspondaient pas, et leurs trajectoires ne pointaient pas vers le point de l'explosion. Six autres sources, visibles seulement sur les images profondes de Pan-STARRS1, ont été comparées à des modèles spectroscopiques d'atmosphères chaudes d'hélium à 20 000 K. Hélas, leurs couleurs (mesurées à travers des filtres colorés) étaient trop rouges — aucune absorption interstellaire par la poussière n'expliquait cette rougeur. Des simulations numériques parallèles de l'évolution de systèmes binaires ont montré qu'un donneur d'hélium dans une telle paire ne peut être plus léger que 0.3 masse solaire, et doit donc briller avec une magnitude absolue plus brillante que +6.5. La sensibilité de Pan-STARRS1 dépasse largement ce seuil — mais aucun objet approprié. Il n'a jamais existé.

Ce compagnon disparu fait de SN 1181 l'exact opposé d'une autre supernova faible — SN 2012Z, où une étoile compagne d'hélium a été repérée sur des images pré-explosion. Le contraste prouve que les supernovae Iax n'ont pas de scénario unique. Les brillantes naissent en couple avec une étoile d'hélium, tandis que les faibles, comme SN 1181, proviennent de la fusion de deux naines blanches. Cette dichotomie des canaux d'évolution stellaire pose un défi non trivial à la cosmologie : ces « chandelles non standard » peuvent se faire passer pour des supernovae Ia ordinaires, faussant les mesures de distances. Les futurs relevés — le télescope Nancy Grace Roman et l'observatoire Vera Rubin — trouveront des dizaines d'événements similaires, permettant d'étalonner leur contribution. En attendant, le rémanent de 1181 flotte en solitaire, rappelant que toutes les danses cosmiques ne finissent pas en duo. Parfois, le partenaire fusionne avec vous pour toujours — et seule une naine blanche silencieuse garde la mémoire du compagnon consumé.