Par Pesach Benson • 3 septembre 2025
Jérusalem, 3 septembre 2025 (TPS-IL) — Une équipe internationale de scientifiques dirigée par des chercheurs israéliens et américains a identifié un nouveau type de supernova offrant une vue sans précédent sur les couches internes des étoiles géantes et sur la manière dont l’univers crée les éléments essentiels à la vie.
Cette découverte, récemment publiée dans la revue scientifique Nature, pourrait remodeler la compréhension de l’évolution stellaire par la communauté scientifique et des origines de la matière.
Les étoiles géantes sont supposées suivre une structure en « oignon », avec des éléments plus légers comme l’hydrogène et l’hélium dans les couches externes et des éléments plus lourds, dont le fer, concentrés dans le noyau. Jusqu’à présent, les observations des supernovae, les explosions de mort des étoiles, révélaient principalement les couches externes, laissant les régions plus profondes largement cachées. L’explosion récemment étudiée, nommée SN2021yfj, a révélé des signaux forts d’éléments plus lourds, dont le silicium, le soufre et l’argon, offrant un rare aperçu du noyau de l’étoile.
Alors que plus de 25 000 supernovae ont été étudiées, c’est la première fois que des éléments lourds sont détectés de cette manière, faisant de SN2021yfj un événement exceptionnellement rare et scientifiquement précieux.
« Pour la première fois, nous avons vu une étoile dépouillée jusqu’à son noyau », a déclaré le Dr Steve Schulze, ancien membre du groupe du Prof. Avishai Gal-Yam à l’Institut Weizmann et désormais chercheur à l’Université Northwestern, qui a dirigé l’étude. « Les découvertes nous enseignent comment les étoiles géantes sont construites et révèlent qu’elles peuvent perdre de nombreuses couches de matériau tout en produisant une explosion puissante qui peut être observée et étudiée depuis la Terre. »
SN2021yfj, située à environ 2,2 milliards d’années-lumière de la Terre dans une nébuleuse en formation d’étoiles, a été détectée pour la première fois en septembre 2021 à l’aide du Zwicky Transient Facility (ZTF), un télescope grand champ près de San Diego, en Californie. Pour déterminer la composition chimique de l’explosion, les scientifiques ont analysé son spectre lumineux. Les premières tentatives ont été contrariées par des ciels nuageux et la disponibilité des télescopes, mais un collègue de l’Université de Californie, Berkeley, a finalement fourni les données nécessaires.
« Au lieu de l’hélium, du carbone, de l’azote et de l’oxygène habituellement trouvés dans les supernovae nues, le spectre de SN2021yfj était saturé de silicium, de soufre et d’argon », a déclaré Schulze.
Les observations précédentes avaient documenté des étoiles ne perdant que leurs couches externes d’hydrogène, exposant des éléments légèrement plus lourds. SN2021yfj, cependant, a perdu plus de ses enveloppes externes que toute étoile observée auparavant, permettant aux astronomes de sonder des couches plus profondes que jamais.
« L’étoile a prématurément perdu la plupart du matériau qu’elle avait créé tout au long de sa vie, nous ne pouvions donc voir que le matériau créé dans les mois précédant l’explosion », a expliqué Schulze.
Le Dr Ofer Yaron, scientifique de l’équipe de Gal-Yam, a ajouté : « Exposer une telle couche interne remet en question les théories existantes sur la perte de masse dans les étoiles géantes et indique qu’il s’agit d’une supernova inhabituelle survenue par un mécanisme inconnu. »
Les chercheurs suggèrent que l’étoile s’est essentiellement déchirée, son noyau s’effondrant déclenchant des processus de fusion puissants expulsant les couches externes. L’explosion exceptionnellement lumineuse vue depuis la Terre pourrait être due à des collisions entre des couches éjectées à des moments différents.
« Cette découverte ne concerne pas seulement une étoile mourante dans une galaxie lointaine », a déclaré Gal-Yam. « Elle nous montre d’où proviennent les éléments qui composent notre monde, y compris le silicium dans les ordinateurs, le soufre dans l’atmosphère et même certains des atomes de nos corps. Chaque atome autour de nous a une histoire cosmique, et SN2021yfj nous offre un rare aperçu des usines stellaires qui les créent. »