Le JWST dévoile un supergéant rouge obscurci par la poussière avant une explosion de supernova

Les astronomes cherchent depuis longtemps à comprendre la rareté apparente des étoiles supergéantes rouges observées avant qu'elles ne subissent des explosions de supernova. Des observations récentes réalisées avec le télescope spatial James Webb (JWST) ont apporté de nouvelles perspectives sur ce phénomène.

Dans une étude publiée le 8 octobre dans The Astrophysical Journal Letters, les chercheurs ont détaillé l'identification d'une étoile supergéante rouge, fortement obscurcie par la poussière, peu avant qu'elle n'explose en supernova. C'est la première fois que le JWST détecte une étoile progénitrice avec un tel niveau de détail avant son explosion.

La supernova, désignée SN 2025pht, a été détectée le 29 juin dans une galaxie située à environ 40 millions d'années-lumière de la Terre. Le JWST et le télescope spatial Hubble avaient tous deux précédemment imagé cette région, les observations de Hubble datant de 1994 et celles du JWST de 2024. En comparant ces ensembles de données pré-explosion, l'équipe a pu identifier précisément l'étoile qui a ensuite explosé.

« Nous attendions que cela arrive — qu'une supernova explose dans une galaxie déjà observée par le JWST », a déclaré Charlie Kilpatrick de l'Université Northwestern, qui a dirigé l'étude. « Ce n'est qu'à présent, grâce au JWST, que nous disposons enfin de la qualité des données et des observations infrarouges qui nous permettent de déterminer précisément le type exact de supergéante rouge qui a explosé et à quoi ressemblait son environnement immédiat. »

L'étoile progénitrice s'est révélée extraordinairement brillante et incroyablement rouge, ce qui indique qu'elle était enveloppée d'un cocon dense de poussière. Bien qu'elle brillait environ 100 000 fois plus que notre Soleil, sa lumière visible était atténuée de plus de 100 fois à cause de la poussière environnante.

« C'est la supergéante rouge la plus rouge et la plus poussiéreuse que nous ayons vue exploser en supernova », a noté Aswin Suresh, co-auteur de l'étude et étudiant en physique et astronomie à Northwestern.

Ces résultats suggèrent que de nombreuses étoiles supergéantes rouges explosent effectivement en supernova, mais sont souvent cachées derrière des couches épaisses de poussière, ce qui les rend invisibles aux télescopes optiques. Cette découverte aide à expliquer la rareté observée auparavant de telles étoiles avant leurs explosions.

« Cela nous indique que les explosions précédentes ont peut-être été bien plus lumineuses que ce que nous pensions, car nous ne disposions pas de la même qualité de données infrarouges que le JWST peut désormais fournir », a ajouté Kilpatrick.

L'étude a également révélé que la poussière entourant l'étoile progénitrice était exceptionnellement riche en carbone, plutôt qu'en poussière à base de silicates typique des supergéantes rouges. Cela pourrait indiquer qu'une convection puissante profondément à l'intérieur de l'étoile a remonté du carbone de son noyau durant ses dernières années, modifiant sa chimie juste avant son explosion.

Cette découverte ouvre une nouvelle fenêtre sur les cycles de vie des étoiles massives. Avec le JWST et le futur télescope spatial Nancy Grace Roman, les astronomes pourront suivre davantage de ces géants cachés dans leurs derniers instants.

« Avec le lancement du JWST et celui prochain du Roman, c'est une période passionnante pour étudier les étoiles massives et les progéniteurs de supernovae », a déclaré Kilpatrick. « La qualité des données et les nouvelles découvertes que nous ferons dépasseront tout ce qui a été observé au cours des 30 dernières années. »