supernova vue à travers une lentille gravitationnelle

Salut

Il s’agirait de la première observation d’une supernova de type Ia à travers une lentille gravitationnelle.

En fin de vie, certaines étoiles explosent de façon spectaculaire selon un phénomène nommé supernova. Parmi les différents types de supernovae, le type Ia est d’un intérêt particulier pour les cosmologistes. Les propriétés de la lumière de la supernova – son spectre et l’évolution de sa luminosité au cours du temps – suivent une relation qui permet aux chercheurs de mesurer de grandes distances dans l’Univers. C'est cette technique qui a permis de mettre en évidence que l’expansion de l’Univers s’accélère. Au début de l’année 2013, le réseau de télescopes Pan-STARRS, à Hawaii, a détecté une explosion qui a toutes les caractéristiques d’une supernova de type Ia, sauf qu’elle est 30 fois trop lumineuse. Comment expliquer cette anomalie ? Robert Quimby, de l’Institut Kavli à Tokyo, et ses collègues supposent qu’il s’agit bien d’une supernova de type Ia, mais que celle-ci a été amplifiée par un effet de lentille gravitationnelle.

La supernova PS1-10afx a explosé il y a neuf milliards d’années. Elle était si brillante que les astrophysiciens auraient pu rapprocher cette fin d’étoile de la catégorie rare des supernovae superlumineuses (SLSNe). Cependant, les autres caractéristiques du rayonnement de l’explosion (en particulier le spectre) ne s’accordaient pas avec une telle classification ; elles concordaient avec celle d’une supernova de type Ia, mais avec une luminosité beaucoup plus forte. R. Quimby et ses collègues ont proposé que, dans la ligne de visée de la supernova, un trou noir supermassif ou un nuage de matière noire joue le rôle d’une lentille gravitationnelle. La supernova PS1-10afx serait la première observée par ce phénomène, qui est décrit par la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein. En présence d’objets massifs, l’espace-temps se courbe. Quand la lumière passe à proximité d’un tel objet – par exemple un trou noir, une galaxie, un nuage de matière noire –, elle est déviée de sa trajectoire rectiligne. Ainsi, si l’objet massif est placé dans l’alignement de la source de lumière – ici la supernova – et l’observateur, les différents rayons de lumière sont courbés en direction de l’observateur, ce qui augmente la quantité de lumière récoltée et amplifie la luminosité apparente de la source. Cette technique est souvent utilisée en astrophysique pour étudier des objets lointains et peu lumineux.

La probabilité de détecter une supernova dans une telle configuration est faible, mais avec la mise en place de futurs réseaux de télescopes d’observation, dans la continuité de Pan-STARRS, on pourrait en observer d’autres. Cela permettrait en particulier d’estimer le nombre de nuages de matière noire dans l’Univers et d’étudier avec plus de précision la dynamique d’expansion de l’Univers.

http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-une-supernova-amplifiee-par-une-lentille-gravitationnelle-31409.php