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Nouvelles Perspectives sur la Supernova 2017ens : Une Vue Radio

Des recherches sur la supernova 2017ens révèlent des détails cruciaux grâce à des observations uniques des ondes radio.

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Les supernovae superluminaires (SLSNe) sont des explosions de stars super puissantes, beaucoup plus brillantes que les supernovae normales. Un cas particulièrement intéressant est la supernova nommée 2017ens. Cet événement a été observé pendant plus de trois ans, ce qui a permis d'obtenir des aperçus uniques sur sa nature et les conditions qui l'entourent.

Qu'est-ce qui s'est passé avec 2017ens ?

Au début, 2017ens n'a pas été détectée dans les ondes radio pendant les 300 premiers jours après l'explosion. Cependant, des ondes radio ont été détectées plus tard, marquant la première détection d'ondes radio d'une SLSN à ce jour. En examinant ces signaux, les chercheurs ont pu en apprendre davantage sur l'explosion elle-même et la star qui l'a provoquée.

Les chercheurs pensent que les émissions radio proviennent des ondes de choc produites par la supernova qui se heurte au matériau que l'étoile avait lâché avant d'exploser. Ce matériau forme une coque autour de l'étoile, appelée le Milieu circumstellaire (CSM).

Milieu Circumstellaire : Qu'est-ce que c'est ?

Le milieu circumstellaire, c'est le gaz et la poussière qui entourent une étoile. Dans le cas de 2017ens, ce matériau est considéré comme ayant été expulsé par l'étoile durant les années précédant l'explosion. En étudiant les émissions radio, les scientifiques peuvent estimer combien de matériau était présent et à quelle vitesse il se déplaçait.

Grâce aux signaux radio, les chercheurs ont déduit le Taux de perte de masse de l'étoile avant son explosion. Ils ont compris que le matériau entourant la supernova avait une certaine densité et composition. Les observations ont montré que la masse était significative, renforçant l'idée que l'étoile avait perdu une part considérable de ses couches extérieures avant l'explosion.

Découvertes clés de la détection radio

Les observations radio faites après l'explosion de 2017ens permettent aux scientifiques de dresser un tableau plus clair de l'événement. L'apparition soudaine des signaux radio a suggéré que l'onde de choc de l'explosion interagissait avec le matériau environnant. Cette interaction peut créer de fortes émissions radio, cruciales pour comprendre la libération d'énergie dans une supernova.

L'analyse des données a indiqué que l'onde de choc se dirigeait vers une zone dense de matériau. Cette découverte soutient l'hypothèse selon laquelle 2017ens a transitionné d'un état pauvre en hydrogène à un état riche en hydrogène au fil du temps. La présence d'hydrogène dans le matériau environnant peut modifier l'évolution de la supernova et affecter le type de lumière que l'on observe.

Comment ça se compare à d'autres supernovae ?

Les SLSNe sont rares et leur nature a été le sujet de nombreux débats parmi les scientifiques. Avant la détection radio de 2017ens, seule une autre telle explosion avait été détectée dans les ondes radio. Ces données limitées rendent difficile l'élaboration de conclusions plus larges sur ces explosions puissantes.

Avec 2017ens, les chercheurs obtiennent de nouveaux aperçus. La détection précoce des ondes radio aide à confirmer des théories sur la façon dont ces supernovae évoluent et interagissent avec leur environnement. Cela montre aussi qu'il pourrait y avoir plus de similitudes entre les SLSNe et les supernovae normales à effondrement du noyau que ce que l'on pensait auparavant.

L'importance des observations radio

L'astronomie radio offre une perspective différente sur les événements cosmiques par rapport aux télescopes optiques. Alors que les télescopes optiques capturent la lumière émise par les gaz chauds, les télescopes radio détectent des longueurs d'onde plus longues qui peuvent révéler des structures et des processus qui pourraient sinon être invisibles.

Pour 2017ens, les observations radio étaient particulièrement cruciales. Les données recueillies à partir des ondes radio ont aidé les chercheurs à identifier la densité et la structure du matériau environnant. Ces aperçus ne sont pas seulement importants pour comprendre cette supernova spécifique mais contribuent aussi au domaine plus large de l'astrophysique concernant le cycle de vie des étoiles massives et leurs fins explosives.

Que pouvons-nous apprendre de 2017ens ?

En examinant les émissions radio de 2017ens, les scientifiques peuvent déduire plusieurs détails clés :

  1. Taux de perte de masse : Le matériau lâché par l'étoile avant qu'elle n'explose était substantiel, ce qui indique que l'étoile a subi des changements significatifs dans ses dernières années.
  2. Structure du CSM : La densité et le comportement du matériau environnant peuvent affecter l'évolution de la supernova. Dans le cas de 2017ens, le matériau dense environnant a probablement joué un rôle dans son profil d'émission unique.
  3. Rôle de l'hydrogène : Au fil du temps, la présence croissante d'hydrogène dans le spectre suggère des changements importants dans l'environnement de l'étoile après l'explosion.

Futurs axes de recherche

Les findings liés à 2017ens ouvrent de nombreuses voies pour de futures recherches. L'analyse continue des ondes radio provenant des supernovae peut aider à affiner les modèles d'évolution stellaire et de mécanismes d'explosion. De plus, à mesure que la technologie s'améliore, les astronomes pourraient identifier plus de SLSNe et recueillir encore plus de données, ce qui pourrait mener à une meilleure compréhension globale de ces phénomènes.

Le monitoring continu des supernovae dans les longueurs d'onde radio et optiques pourrait fournir des aperçus précieux. Cette approche duale pourrait aider les scientifiques à observer toute la gamme de changements qui se produisent avant, pendant et après une explosion de supernova, offrant une vision plus globale de la vie et de la mort des étoiles massives.

Conclusion

La supernova 2017ens n'est pas qu'une simple explosion stellaire ; elle est une pièce vitale dans le puzzle pour comprendre comment les étoiles massives vivent et meurent. Les émissions radio capturées lors de cet événement ont approfondi notre compréhension des supernovae superluminaires et de leur environnement.

Une investigation continue de tels phénomènes ouvrira la voie à de nouvelles découvertes, révélant les interactions complexes qui définissent les événements cosmiques. En rassemblant des indices d'explosions passées, les scientifiques espèrent percer les mystères de l'univers et enrichir nos connaissances sur les cycles de vie des étoiles.

Source originale

Titre: Luminous Radio Emission from the Superluminous Supernova 2017ens at 3.3 years after explosion

Résumé: We present the results from a multi-year radio campaign of the superluminous supernova (SLSN) 2017ens, which yielded the earliest radio detection of a SLSN to date at the age of $\sim$3.3 years after explosion. SN2017ens was not detected at radio frequencies in the first $\sim$300\,d of evolution but reached $L_{\nu}\approx 10^{28}\,\rm{erg\,s^{-1}\,cm^{-2}}$ at $\nu\sim 6$ GHz, $\sim1250$ days post-explosion. Interpreting the radio observations in the context of synchrotron radiation from the supernova shock interaction with the circumstellar medium (CSM), we infer an effective mass-loss rate of $\approx 10^{-4}\,\rm{M_{\odot}yr^{-1}}$ at $r\sim 10^{17}$ cm from the explosion's site, for a wind speed of $v_w=50-60\,\rm{km\,s^{-1}}$ measured from optical spectra. These findings are consistent with the spectroscopic metamorphosis of SN2017ens from hydrogen-poor to hydrogen-rich $\sim190$ d after explosion reported by Chen et al., 2018. SN2017ens is thus an addition to the sample of hydrogen-poor massive progenitors that explode shortly after having lost their hydrogen envelope. The inferred circumstellar densities, implying a CSM mass up to $\sim0.5\,\rm{M_{\odot}}$, and low velocity of the ejection point at binary interactions (in the form of common envelope evolution and subsequent envelope ejection) playing a role in shaping the evolution of the stellar progenitors of SLSNe in the $\lesssim 500$ yr preceding core collapse.

Auteurs: Raffaella Margutti, J. S. Bright, D. J. Matthews, D. L. Coppejans, K. D. Alexander, E. Berger, M. Bietenholz, R. Chornock, L. DeMarchi, M. R. Drout, T. Eftekhari, W. V. Jacobson-Galan, T. Laskar, D. Milisavljevic, K. Murase, M. Nicholl, C. M. B. Omand, M. Stroh, G. Terreran, A. Z. VanderLey

Dernière mise à jour: 2023-06-23 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2306.13730

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.13730

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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