Pour la première fois, des astronomes ont cartographié la forme tridimensionnelle d’une supernova dans ses instants initiaux. Et cette explosion stellaire, loin d’être sphérique comme le supposait la théorie, se révèle étonnamment allongée.
Une lumière venue de la fin d’une étoile
Le 10 avril 2024, le système de détection automatisé ATLAS a capturé la première lueur d’une explosion stellaire dans la galaxie NGC 3621, à 22 millions d’années-lumière de la Terre. Cette supernova, nommée SN 2024ggi, provenait de l’effondrement d’une étoile massive d’environ 12 à 15 fois la taille du Soleil.
Réagissant en urgence, l’équipe de l’astronome Yi Yang de l’université Tsinghua à Pékin a mobilisé le Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire Européen Austral au Chili. Moins de 26 heures après l’événement initial, ils orientaient l’instrument FORS2 vers SN 2024ggi, capturant en haute résolution les premiers instants de l’explosion.
Une technique pionnière pour une vision en 3D
Le secret de cette image sans précédent réside dans la spectropolarimétrie, une méthode combinant spectroscopie et analyse de la polarisation de la lumière. Elle permet de décoder l’orientation de la lumière émise lors de l’explosion, et donc de reconstruire sa géométrie.
Cette technique, rare dans ses applications astronomiques, est cruciale lorsque la supernova est encore jeune, avant que ses gaz n’interagissent trop avec le milieu environnant. Cela offre une fenêtre d’observation d’à peine quelques heures.
Selon Dietrich Baade, astrophysicien à l’ESO et co-auteur de l’étude, « pendant quelques heures, la structure de l’étoile et de son explosion ont pu être observées ensemble ».
Découverte majeure : une supernova en forme d’olive
Les données révèlent une surprise de taille : la supernova ne s’est pas propagée de façon sphérique, mais plutôt selon une forme allongée, semblable à une olive. L’énergie et la lumière ont été libérées plus rapidement le long d’un axe préférentiel bien défini.
Cette asymétrie est visible uniquement au tout début du processus, lors du « breakout », quand l’onde de choc, née de l’effondrement du cœur stellaire, traverse la surface de l’étoile. Ensuite, l’explosion s’étend vers le milieu environnant, mais conserve cette orientation centrale.
Pour Yi Yang, cette forme offre « des indices cruciaux sur le déclenchement de l’explosion au sein de l’étoile ». Le facteur directionnel observé soutient les modèles prédisant une origine asymétrique de l’explosion, dans lesquels la rotation de l’étoile ou des champs magnétiques jouent un rôle clé.
Les modèles classiques remis en question
Jusqu’à présent, la plupart des simulations supposaient une expansion sphérique de la matière après l’explosion. Les résultats publiés dans Science Advances le 12 novembre 2025, bousculent ce paradigme. L’explosion de SN 2024ggi n’est pas une exception : elle pourrait bien représenter la norme.
Andrew Burrows, astrophysicien à l’université de Princeton et non impliqué dans l’étude, affirme que « si d’autres supernovas sont suivies avec cette précision, nous assisterons à une nouvelle ère dans la compréhension de ces explosions cosmiques ».
Vers une nouvelle ère de l’astrophysique stellaire
Selon les chercheurs, cette découverte ouvre la voie à une révision des modèles d’explosion stellaire. Elle enrichit aussi notre compréhension des objets compacts résultants, notamment les trous noirs et les étoiles à neutrons, nés de ces catastrophes célestes.
Pour exploiter pleinement ce potentiel, les scientifiques envisagent de mettre en place des protocoles d’observation plus rapides et systématiques. Les prochains télescopes de classe mondiale, tels que l’Extremely Large Telescope (ELT), offriront des capacités accrues pour étudier les supernovas en formation, avec une précision sans précédent.
Calendrier d’une découverte éclair
- 10 avril 2024 : Première lumière détectée par ATLAS dans la galaxie NGC 3621.
- 11 avril 2024 : Observations polarimétriques lancées par le Very Large Telescope.
- 12 novembre 2025 : Publication des résultats dans Science Advances.
La cartographie inédite de SN 2024ggi réécrit notre compréhension des supernovas. Elle montre que même les plus grandes explosions de l’Univers ne se conforment pas aux modèles les plus établis. Et grâce aux télescopes de nouvelle génération, l’astronomie continue de révéler l’Univers comme nous ne l’avions jamais vu.
