Des astronomes ont détecté ce qui pourrait être le rémanent de l’explosion en supernova de l’étoile compagne de celle à l’origine de la nébuleuse de la Méduse. Seize années d’observations ont notamment révélé une émission gamma étendue de plusieurs GeV provenant d’une région restée longtemps cachée par l’extrême luminosité de la supernova principale. Il s’agirait du premier système binaire candidat connu dans lequel les deux étoiles auraient toutes deux explosé en supernova.
Les rémanents de supernova sont des nuages de débris produits par l’explosion d’une étoile et l’éjection de ses couches externes. Les supernovas se produisent selon deux processus distincts : soit par l’explosion d’une étoile en fin de vie, soit lorsqu’une naine blanche accumule suffisamment de matière pour atteindre une masse critique.
Dans le cas des supernovas à effondrement du cœur, l’explosion se produit lorsqu’une étoile massive épuise son combustible thermonucléaire et finit par s’effondrer sur elle-même selon un processus d’une extrême violence. Ces supernovas laissent derrière elles un vestige compact, soit sous la forme d’une étoile à neutrons, soit sous la forme d’un trou noir. Le rémanent est le nuage de matière généré par l’éjection des couches externes de l’étoile.
Dans le cas des naines blanches, une explosion en supernova se produit lorsque la naine blanche accrète de la matière provenant d’une étoile voisine. Elle accumule cette matière jusqu’à atteindre une masse critique déclenchant une explosion thermonucléaire. Si l’étoile compagne peut subsister après l’explosion, celle qui explose est totalement pulvérisée, ne laissant plus qu’un rémanent diffus et aucun résidu compact derrière elle.
Si près de 300 rémanents de supernova ont été recensés dans la Voie Lactée, identifier d’éventuels liens entre eux est difficile, en particulier dans les régions densément peuplées en étoiles et en nuages moléculaires de notre galaxie. Dans une étude parue le 21 juillet dans la revue Nature Communications, un groupe d’astronomes a peut-être identifié pour la première fois les rémanents de deux supernovas issues d’un même système binaire.
Vue composite multi-longueurs d’onde de la région d’IC 443, combinant des observations optiques, infrarouges, radio, ultraviolettes et de rayons X. L’encart met en évidence un filament visible en lumière ultraviolette et optique, qui s’étend au-delà d’IC 443 et délimite la frontière nord du rémanent de supernova récemment identifié G189.6+3.3. © Centre de vol spatial Goddard de la NASA et M. Michailidis et al. 2026 ; orange, marron : ondes radio, ESA/Planck et MWISP ; jaune : optique, DSS ; rouge : infrarouge, NASA/WISE ; violet : ultraviolet, NASA/Swift ; turquoise : rayons X, SRG/eROSITA
Quand deux étoiles d’un même système explosent
Situé à environ 6 000 années-lumière dans la constellation des Gémeaux, IC 443, le rémanent de supernova étudié par les chercheurs, est l’un des plus étudiés de la Voie Lactée. La région qui l’entoure demeure cependant mystérieuse, étant notamment composée de structures complexes de nuages de gaz et de poussière.
Par ailleurs, les rémanents de supernova étaient jusqu’à récemment principalement observés dans les longueurs d’onde radio, en raison de la persistance de l’émission radio synchrotron (un type de rayonnement électromagnétique émis lorsque des particules chargées se déplacent sur des trajectoires en courbe) sur de longues périodes d’évolution et de la grande sensibilité des relevés radio modernes aux structures étendues non thermiques. De récents relevés ont permis d’identifier des candidats au statut de rémanent émettant principalement des rayonnements X et gamma.
Ces candidats ont été initialement sélectionnés uniquement sur la base de critères morphologiques tels qu’une forme de coquille suggérant une explosion antérieure de supernova. Parmi ces candidats figure G189.6+3.3, qui se trouve dans l’environnement immédiat de IC 443. La nouvelle étude visait à déterminer si les deux rémanents pourraient avoir une relation entre eux.
Pour ce faire, les chercheurs ont compilé seize années d’observations gamma du télescope Fermi, des données de rayonnement X de l’instrument eROSITA et des données multi-longueurs d’onde complémentaires. L’analyse des données suggère que les deux rémanents proviennent de supernovas survenues au sein d’un même système binaire.
Illustration artistique du filament ultraviolet et optique marquant la limite nord de G189.6+3.3. Ce filament coïncide avec des régions de forte densité de gaz et une émission gamma bien localisée au-dessus de 10 GeV, ce qui corrobore un scénario où l’onde de choc de la supernova comprime la matière dense et réaccélère les protons cosmiques. Leurs interactions subséquentes avec le gaz environnant produisent l’émission gamma de haute énergie observée. © M. Michailidis et al. 2026
« Nous montrons ici que 16 années d’observations par Fermi-LAT révèlent une émission gamma étendue de plusieurs gigaélectronvolts provenant de G189.6+3.3, une source longtemps restée cachée dans l’ombre de la bien plus brillante IC 443 », écrivent les chercheurs.
D’après les chercheurs, l’étoile mère de G189.6+3.3 aurait explosé entre 20 000 et 100 000 ans avant celle à l’origine d’IC 443. « L’interaction du nuage partagé positionne G189.6+3.3 à la même distance que IC 443, avec une séparation linéaire entre les deux restes et un délai dans leurs événements d’explosion, renforçant l’hypothèse que ces deux restes font partie d’un système binaire, tous deux résultant d’événements de supernova distincts. »
Les modélisations et les analyses statistiques indiquent que leur configuration est peu susceptible de découler du hasard et qu’il est plus probable que les étoiles provenaient d’un même système binaire. Ces résultats apportent de nouveaux éléments pour la compréhension des supernovas et des systèmes d’étoiles binaires.
