Le télescope Gemini North, la moitié de l’Observatoire international Gemini exploité par le NOIRLab de la NSF, est revenu d’une interruption de sept mois littéralement avec un bang, car il a capturé les conséquences spectaculaires d’une supernova, une étoile massive qui a explosé dans le grand, face à face, spirale Pinwheel Galaxy (Messier 101). La supernova, nommée SN 2023ixf (en bas à gauche), a été découverte le 19 mai par l’astronome amateur Koichi Itagaki.
Depuis sa découverte, les observateurs du monde entier ont pointé leurs télescopes vers Messier 101 pour observer l’éclat de lumière. Au cours des prochains mois, Gemini North permettra aux astronomes d’étudier comment la lumière de la supernova s’estompe et comment son spectre évolue dans le temps, aidant les astronomes à mieux comprendre la physique de telles explosions.
L’apparition de SN 2023ixf est plutôt fortuite pour le télescope Gemini North, qui est de retour à l’observation avec son miroir principal réparé et recouvert après avoir subi des dommages fin 2022. Les dommages se sont limités à une petite région en dehors de la zone de collecte de lumière du miroir. Néanmoins, les réparations ont été soigneusement planifiées et réalisées pour s’assurer que Gemini North puisse reprendre ses activités normales en toute sécurité. Ce processus a duré environ sept mois et en mai 2023, le miroir a été recouvert et réinstallé, et les systèmes de contrôle ont été mis sous tension et testés.
Le succès de la réparation du miroir est mis en évidence dans cette superbe image de Messier 101 et SN 2023ixf. Non seulement Gemini North est un outil de découverte puissant, avec son miroir de 8 mètres et ses capacités spectroscopiques exceptionnelles, mais il est également situé à un point de vue privilégié dans l’hémisphère nord, sur Maunakea à Hawai’i, ce qui lui donne une vue exceptionnelle sur Messier 101 .
La galaxie Pinwheel est située à environ 21 millions d’années-lumière de la Terre en direction de la constellation de la Grande Ourse et est l’une des galaxies les plus photographiées du ciel nocturne. Son orientation face à la Terre offre une vue imprenable sur son diamètre de 170 000 années-lumière et permet aux observateurs de s’émerveiller devant ses près d’un billion d’étoiles. De larges régions de nébuleuses formant des étoiles sont tachetées tout au long de ses bras en spirale tourbillonnants, indiquées par les poches de lumière roses brillantes. De jeunes étoiles chaudes et bleues peuplent également la galaxie, entrelacées de bandes de poussière sombres qui aident à alimenter les étoiles nouvellement nées.
Dans l’image ci-dessus, traitée à l’aide du système logiciel DRAGONS, SN 2023ixf peut être repéré dans l’un des bras spiraux de la galaxie sous la forme d’une étoile bleue exceptionnellement brillante. Les observations de suivi de SN 2023ixf par des astronomes amateurs et professionnels indiquent qu’il s’agit d’une supernova de type II. Il s’agit de la supernova la plus proche découverte au cours des cinq dernières années et de la deuxième supernova à se produire dans Messier 101 au cours des 15 dernières années, après une supernova de type I observée en 2011.
Une supernova de type II se produit lorsqu’une étoile massive, de 8 à 50 fois la masse du soleil, manque de combustible nucléaire, s’effondre sur elle-même et explose dans une violente éruption d’énergie et de matière. Typiquement, ces événements sont observés dans les bras des galaxies spirales où il y a des populations de jeunes étoiles massives, nécessaires pour qu’une supernova de type II se produise. Lors de l’effondrement de l’étoile, le noyau externe s’effondre sous l’effet de la gravité à une vitesse incroyable pouvant atteindre 250 millions de kilomètres par heure, soit 23 % de la vitesse de la lumière. En une rafale rapide de dix secondes, l’explosion libère à peu près autant d’énergie que le soleil pendant toute sa durée de vie de 10 milliards d’années.
L’observation des supernovae de type II donne aux astronomes un aperçu de l’évolution des étoiles massives et des mécanismes par lesquels elles meurent. Et la proximité relativement proche de SN 2023ixf rend l’événement d’autant plus précieux pour les astronomes. Pour commémorer l’ouverture des yeux de Gemini North pour la première fois en sept mois, SN 2023ixf constitue une cible d’opportunité vraiment superbe.
Les dommages sur le bord du miroir sont visibles de l’autre côté à gauche. La section est à l’extérieur de la zone de collecte de lumière pour les observations. Crédit : Observatoire international Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / J. Pollard
Cette supernova est un excellent exemple des types de découvertes qui seront faites par l’observatoire Vera C. Rubin lors de sa mise en ligne en 2025. La puissante caméra de Rubin et sa capacité de numérisation sans précédent lui permettront de détecter et d’imager rapidement les supernovae et autres événements transitoires dans le ciel dynamique. D’autres télescopes puissants, comme ceux qui composent l’Observatoire international Gemini, effectueront ensuite des observations de suivi pour étudier les origines et l’évolution de ces événements.
« La réparation réussie du miroir Gemini Nord a été un excellent travail d’équipe pour NOIRLab et nos sous-traitants chez Safran-Reosc. De nombreux groupes différents au sein de NOIRLab ont travaillé ensemble pour résoudre cette situation difficile », a déclaré Jennifer Lotz, directrice de l’Observatoire international Gemini. « Gemini/NOIRLab remercie l’équipe de réparation des miroirs, Safran-Reosc, le comité d’examen indépendant et tout le personnel impliqué dans cet exercice difficile. »
« Ces nouvelles observations illustrent les capacités étonnantes de l’ensemble de l’Observatoire international Gemini et le rôle vital que les deux télescopes joueront dans la recherche astronomique future », a déclaré Patrick McCarthy, directeur du NOIRLab.