Une étoile qui a brûlé comme de la poudre

Original: "SN 2024afyu interpreted as a Pair Instability Supernova"
arXiv:2609.07931v1 · 2026-09-07 · CC BY 4.0 · 2 min
La supernova SN 2024afyu a éjecté tant de soufre que seul l'explosion d'une étoile très massive peut l'expliquer.

Imaginez un four dans lequel on fond du métal. Un four ordinaire produit une quantité ordinaire de métal. Mais si l'on charge trop de combustible, le four ne résiste pas et vole en éclats. C'est à peu près ainsi qu'est morte l'étoile SN 2024afyu. Dans son éjecta, on a trouvé tellement de soufre qu'une étoile ordinaire ne pourrait pas en produire.

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 se former dans son cœur. Ce processus absorbe de l'énergie, et le cœur se contracte brusquement. La température monte alors si vite que tout l'oxygène et le silicium explosent d'un coup. L'étoile se disperse sans laisser de trace. Une telle explosion est appelée supernova à instabilité de paire.

Dans le spectre de SN 2024afyu, les raies du soufre sont si brillantes qu'elles suggèrent trois masses solaires de soufre dans l'éjecta. Dans une supernova ordinaire, il y en a des centaines de fois moins.

Les astronomes ont suivi la supernova pendant deux ans et ont obtenu 48 spectres. Ils ont trouvé deux raies du soufre qui doivent briller dans un rapport strictement défini. Les observations correspondent presque à la théorie, ce qui a permis de mesurer précisément la masse de soufre. Il s'avère qu'elle est d'environ trois masses solaires. Une telle quantité ne peut être produite que par une explosion à instabilité de paire.

Désormais, les astronomes disposent d'une recette simple : si, dans le spectre d'une supernova, les raies du soufre et du silicium sont trop intenses, cela signifie que l'étoile a brûlé comme de la poudre. SN 2024afyu est la première à avoir été découverte grâce à ce signe. On peut maintenant chercher de tels fours dans tout le ciel.

Les raies [S II] à 4070 Å et 1.03 μm proviennent du même niveau d'énergie, donc leur rapport de luminosité doit être strictement fixe. Le rapport observé de 1.41 à 1.44 a presque exactement coïncidé avec la valeur théorique de 1.55, ce qui a constitué un argument solide en faveur de l'identification.

Scientifiques
Enrico FermiSubrahmanyan ChandrasekharAugustin-Louis CauchyChristiaan HuygensEmmy NoetherIsaac Newton
Notions
supernovaaccélération de Fermilimite de Chandrasekharloi de conservation de la quantité de mouvement