iPTF14hls

L'évènement transitoire iPTF14hls a été découvert en septembre 2014 par l'Intermediate Palomar Transient Factory[5]. La découverte a été rendue publique pour la première fois en novembre 2014 par l'enquête Catalina Real-Time Transient Survey sous le nom CSS141118:092034+504148[6].

Sur la base de ces informations, ainsi qu'une mesure du télescope de 2,16 mètres de la station de Xinglong, il a été confirmé qu'il s'agissait d'une supernova en janvier 2015[7]. On pensait alors qu'il s'agissait d'une seule supernova (Type II-P) qui s'atténuerait en environ 100 jours, mais au lieu de cela, sa signature lumineuse est restée pendant plus de 1 000 jours, tout en connaissant 5 variations soudaines de luminosité[1]. La luminosité variait jusqu'à 50 % lors des variations, passant par cinq pics bien distincts[5].

De plus, plutôt que de se refroidir avec le temps comme prévu pour une supernova de type II-P, l'objet maintient une température effective quasi constante d'environ 5 000 à 6 000 K[1]. Des vérifications de plaques photographiques datant de 1954 montrent une une source lumineuse apparue au même endroit[4]. Depuis 1954, la supernova serait réapparue plus de six fois au cours de l'histoire[8].

L'investigateur principal de la recherche est Iair Arcavi. Son équipe internationale a utilisé le spectromètre et imageur de basse résolution (LRIS) sur le premier télescope de l'observatoire W. M. Keck pour obtenir le spectre de la galaxie hôte de l'étoile, ainsi que le spectrographe à imagerie profonde multi-objets (DEIMOS) sur deuxième télescope pour obtenir des spectres à haute résolution de la supernova inhabituelle elle-même[9].

L'analyse des deux instruments montrent que la galaxie hôte d'iPTF14hls est une galaxie naine avec une importante formation d'étoiles, ce qui implique une faible teneur en métaux. Son spectre présente une faible absorption de la raie de fer, qui est généralement observée dans les spectres de supernova. Cella est également cohérent avec un progéniteur de faible métallicité[1]. L'étude estime que l'étoile qui a explosé était au moins 50 fois plus massive que le Soleil[10]. Les chercheurs remarquent également que le taux d'expansion des débris est plus lent que celui de toute autre supernova connue, d'un facteur 6, comme si la supernova explosait au ralenti. Cependant, si cela était dû à une dilatation temporelle relativiste, le spectre serait décalé vers le rouge du même facteur de 6, ce qui est incompatible avec leurs observations[1]. En 2017, un spectre plus précis de la supernova obtenu dans le spectre visible (notamment via la raie H-alpha) limite la vitesse d'expansion de la supernova à environ 1 000 km/s[11].

L'équipe d'Arcavi continue de surveiller l'objet dans d'autres bandes du spectre électromagnétique en collaboration avec d'autres télescopes et observatoires internationaux[12]. Ces installations comprennent le télescope optique nordique et le télescope spatial Swift de la NASA, le télescope spatial à rayons gamma Fermi[13], tandis que le télescope spatial Hubble a commencé à imager l'emplacement en décembre 2017[12]. iPTF14hls était un événement émettant en continu jusqu'en 2018, lorsqu'après plus de 1 000 jours, sa lumière a affiché une baisse spectaculaire, mais l'événement est resté visible, et en novembre 2018, son spectre était devenu une nébuleuse résiduelle[3]. Une image en haute résolution de cette dernière phase a été obtenue avec le télescope spatial Hubble au cours du cycle 25 (du 1er octobre 2017 au 30 septembre 2018)[5].

La théorie actuelle prédit que l'étoile consommerait tout son hydrogène lors de la première hausse de luminosité et, selon la taille initiale de l'étoile, les restes du noyau devraient former une étoile à neutrons ou un trou noir[1]. Cependant, ces mécanismes sont incapables de reproduire la courbe de lumière observée avec sa très longue période et ses multiples pics plus lumineux[12]. Aucune des hypothèses publiées avant début 2018 - les trois premières énumérées ci-dessous - ne pourrait expliquer la présence continue d'hydrogène ou l'énergie observée[14]. Selon Iair Arcavi, cette découverte nécessite un raffinement des scénarios d'explosion existants, ou le développement d'un nouveau scénario, qui :

1. produisent les mêmes signatures spectrales que les supernovæ communes de type II-P mais avec une évolution ralentie d'un facteur 6.
2. peut fournir de l'énergie pour prolonger la courbe de lumière d'un facteur d'environ 6 sans introduire de caractéristiques spectrales à raies étroites ou de fortes émissions radio et de rayons X indiquant une interaction avec du matériel circumstellaire.
3. peut produire au moins cinq pics dans la courbe de lumière.
4. peut séparer l'émission de la photosphère, formant une raie d'émission déduite de la photosphère continue.
5. maintenir une phase photosphérique avec un gradient de vitesse linéaire constant pendant plus de 600 jours.

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « iPTF14hls » (voir la liste des auteurs).