lundi 22 avril 2019

89 résidus de supernovas trouvés dans la Galaxie du Feu d'Artifice


NGC 6946 est une des galaxies les plus productrices d'étoiles dans l'Univers proche. C'est aussi une des galaxies qui a connu le plus de supernovas depuis un siècle, pas moins de 10 depuis 1917, ce qui lui a valu le surnom mérité de "Galaxie du Feu d'Artifice". Aujourd'hui, une équipe d'astrophysiciens américains, après une recherche minutieuse, à retrouvé au moins 89 autres résidus de supernovas dans NGC 6946.




NGC 6946 se trouve à une distance de seulement 25 millions d'années-lumière. Elle a la particularité d'être une belle spirale vue quasi de face. Sa dernière supernova en date a été observée en 2017 (SN 2017eaw), après celles de 1917, 1939, 1948, 1968, 1969, 1980, 2002, 2004 et 2008... NGC 6946 est aussi connue pour avoir abrité une étoile qui s'est transformée directement en trou noir sans exploser en supernova (N6946-BH1), en disparaissant littéralement des images du télescope Hubble, c'était en 2009...
C'est le nombre élevé de supernovas observées depuis 100 ans dans NGC 6946 qui a incité Knox Long (Space Telescope Science Institute à Baltimore) et ses collaborateurs à observer cette galaxie à la recherche de traces de supernovas antérieures. Ces traces, ou résidus, sont aujourd'hui visibles sous la forme de petites nébuleuses montrant des raies d'émission très caractéristiques dans leur spectre de lumière visible. Pour cela, les chercheurs ont tout d'abord utilisé le télescope WIYN de 3,5 m qui est exploité depuis une vingtaine d'années par un consortium réunissant l'Université du Wisconsin, l'Université de l'Indiana, le National Optical Astronomy Observatory (NOAO), l'Université du Missouri et la Purdue University.

Long et ses collègues ont ainsi identifié 147 nébuleuses qui pouvaient être de tels résidus, de par leurs caractéristiques spectrales. Ils ont ensuite scruté plus en détails ces candidates avec le télescope Gemini North de Hawaï et ont obtenu des spectres détaillées pour 102 d'entre elles. Mais finalement, seules 89 d'entre elles montrent un ratio de raies d'émission SII/Halpha supérieur à 0,4, qui est le critère utilisé par les astronomes pour identifier de manière sûre un résidu de supernova dans le domaine visible. Très peu de ces résidus de supernovas avaient été identifiés comme tels auparavant dans cette galaxie, que ce soit en ondes radio (seulement 7 d'entre eux) ou en rayons X (seulement 8 d'entre eux), ce qui est assez différent des résidus identifiés dans d'autres galaxies comme M33 ou M83. 

Bien évidemment, Long et ses collaborateurs ont également regardé les emplacements des 10 supernovas détectées depuis 1917 à la recherche de la présence d'un résidu de gaz caractéristique. Hélas, seulement deux d'entre eux sont apparus, et relativement récents : les résidus de SN1980K et de SN2004et. Les spectres de ces deux nébuleuses montrent des profils de raies très larges et asymétriques, cohérents avec une interaction entre l'éjecta de la supernova et la matière circumstellaire qui entourait l'étoile progénitrice de l'explosion. Un tel phénomène est assez typique de résidus de supernovas récents et avait déjà été vu dans d'autres supernovas à effondrement de coeur d'âge semblable (des supernovas de type II) .
Les chercheurs concluent leur article qu'ils publient dans The Astrophysical Journal en précisant que de nombreux autres résidus de supernovas devraient pouvoir être trouvés dans la galaxie du feu d'artifice, notamment en cherchant des objets nébuleux de faible diamètre, non seulement dans le visible, mais aussi par une recherche en infra-rouge qui permettrait d'identifier des résidus de supernovas dans des régions très poussiéreuses ou très "encombrées" par des émissions Halpha, ou encore dans le domaine radio. 


Source

A New, Larger Sample of Supernova Remnants in NGC 6946
Knox S. Long, P. Frank Winkler, and William P. Blair
The Astrophysical Journal, Volume 875, Number 2 (17 april 2019)


Illustrations

1) Image composite de NGC 6946 obtenue avec les télescopes Hubble et Subaru (NASA, ESA, STScI, R. Gendler, and the Subaru Telescope (NAOJ))

2) Localisation des 10 supernovas détectées depuis 1917 (Hubble Science Institute).