Dans la forge de l'univers, les étoiles ne fondent pas du fer, mais des noyaux atomiques. Un four ordinaire en est capable, mais parfois la chaleur devient telle que le four explose en morceaux. C'est apparemment ce qui est arrivé à la supernova SN 2024afyu. Son spectre montre des raies de soufre et de silicium qui ne laissent aucun doute : à l'intérieur, on a fondu plusieurs masses solaires de ces éléments. Pour une supernova ordinaire, c'est un fardeau insoutenable.

Lorsqu'une étoile de 70 à 100 fois la masse du Soleil arrive en fin de vie, des paires de particules et d'antiparticules commencent à naître dans son cœur. Ce processus prélève de l'énergie qui maintenait l'étoile contre l'effondrement. Le cœur se contracte brusquement, la température grimpe, et tout l'oxygène et le silicium entrent d'un coup en réaction thermonucléaire. L'explosion ne laisse derrière elle ni étoile à neutrons, ni trou noir, seulement un nuage de matière en expansion. Un tel événement est appelé supernova à instabilité de paire.

Les astronomes ont suivi SN 2024afyu pendant près de deux ans et ont obtenu 48 spectres sur huit télescopes. La clé a été deux raies de soufre qui naissent du même niveau d'énergie. Leur luminosité doit être strictement corrélée, et le rapport observé a presque coïncidé avec la théorie. Cela a permis de mesurer avec confiance la masse de soufre et la température de sa zone : environ trois masses solaires à 3700 kelvins. Ces chiffres ne s'inscrivent pas dans un effondrement de cœur ordinaire, mais s'ajustent bien aux modèles d'explosion par instabilité de paire.

Auparavant, les astronomes cherchaient de telles supernovae par leur luminosité et la forme de leur courbe de lumière. Mais SN 2024afyu s'est révélée plus faible que tous les candidats connus, et on aurait pu la manquer. Désormais, il existe une méthode plus directe : observer les raies de soufre et de silicium. Si elles sont trop intenses, cela signifie que la forge a produit plus que ce qu'une étoile ordinaire peut supporter.

Dans la forge de l'univers, il ne reste que des cendres en expansion. Mais dans ces cendres est inscrite l'histoire d'une étoile qui ne s'est pas consumée comme du charbon, mais comme de la poudre. SN 2024afyu est devenue le premier cas où les raies spectrales ont elles-mêmes indiqué une explosion par instabilité de paire. Nous avons maintenant une recette pour trouver de telles forges dans tout le ciel.