Des astronomes capturent pour la première fois la géométrie non sphérique de l'explosion de la supernova SN 2024ggi

Une collaboration internationale d'astronomes a réalisé une percée majeure en capturant la forme de l'explosion de la supernova SN 2024ggi lors de sa phase la plus précoce et la plus éphémère. Ces observations ont fourni des données empiriques cruciales concernant la géométrie de l'éjection de matière au moment précis où celle-ci franchissait la surface de l'étoile progénitrice. Cet événement cosmique spectaculaire s'est déroulé au sein de la galaxie spirale NGC 3621, située à environ 22 millions d'années-lumière de la Terre, dans la constellation de l'Hydre.

La supernova SN 2024ggi fut détectée initialement le 10 avril 2024. Grâce à la réactivité exceptionnelle des chercheurs, les observations utilisant le Très Grand Télescope (VLT) de l'Observatoire Européen Austral (ESO) purent commencer dès le 11 avril, soit seulement 26 heures après sa découverte. Cette période critique, désignée comme la « phase de percée » (breakout phase), ne dure que quelques heures. La rapidité de l'intervention était donc vitale pour recueillir des informations qui deviennent inaccessibles lors des stades ultérieurs de l'explosion. L'avancée méthodologique clé résida dans l'application de la spectropolarimétrie, réalisée grâce à l'instrument FORS2 monté sur le VLT, permettant de déterminer la géométrie d'une source lumineuse qui, à cette distance, apparaît comme un simple point.

Les données recueillies ont révélé une surprise de taille : l'éjection initiale de matière n'était absolument pas sphérique. Elle présentait plutôt une forme allongée, évoquant celle d'une olive. Cette configuration atteste d'une symétrie axiale marquée dès les tout premiers instants de la catastrophe stellaire. Bien que cette forme se soit progressivement aplatie à mesure que l'expansion se poursuivait et que la matière interagissait avec l'environnement interstellaire, l'axe de symétrie est resté constant. Ce phénomène suggère fortement que l'orientation préférentielle de l'explosion pourrait être dictée par les conditions internes de l'étoile, telles que sa rotation rapide ou l'influence d'un champ magnétique puissant, juste avant l'effondrement du noyau.

L'étoile progénitrice de SN 2024ggi a été identifiée comme étant une supergéante rouge. Les estimations de sa masse varient entre 12 et 15 masses solaires, et son rayon était environ 500 fois supérieur à celui du Soleil. Ces étoiles massives terminent leur existence par un effondrement gravitationnel du noyau, déclenchant une explosion de supernova de type II. L'étude détaillée de cette géométrie précoce est fondamentale car elle permet aux astrophysiciens d'affiner et de corriger les modèles théoriques qui régissent les mécanismes d'explosion des étoiles les plus lourdes de l'Univers.

Ce succès est le fruit d'une coordination internationale remarquable. Parmi les spécialistes impliqués figuraient Yi Yang de l'Université de Tsinghua, qui a initié la demande d'observation urgente, ainsi que les co-auteurs Dietrich Baade et Ferdinando Patat de l'Observatoire Européen Austral (ESO). Les spectres capturés précocement ont également mis en évidence la présence de raies d'émission étroites, notamment H, He I, C III et N III. De plus, l'analyse des données d'archives provenant des télescopes spatiaux Hubble et Spitzer a permis de dresser un portrait précis de l'étoile mère des années avant l'explosion, confirmant son statut de supergéante rouge solitaire. Publiée dans la revue Science Advances, cette découverte établit une base solide pour la construction de statistiques fiables sur les différentes formes que peuvent prendre les explosions stellaires.