The Zwicky Transient Facility : Un outil révolutionnaire pour l’étude des supernovas
Le Zwicky Transient Facility (ZTF) a atteint un jalon incroyable : il a classifié plus de 10 000 explosions cosmiques qui marquent la mort des étoiles massives et les frénésies alimentaires des vestiges stellaires vampires. Ces événements, appelés supernovas, sont sans aucun doute parmi les événements les plus redoutables et puissants de l’univers. Depuis 2012, l’humanité a découvert près de 16 000 supernovas. Le Zwicky Transient Facility (ZTF), qui a débuté ses opérations en 2017 en utilisant le télescope de 48 pouces de l’observatoire de Palomar, est responsable de près des deux tiers de ces détections. Ce qui en fait le plus grand et sans doute le chasseur de supernovas le plus réussi à ce jour.
Le chasseur de supernovas
Il y a des trillions d’étoiles dans l’univers et à peu près chaque seconde, l’une d’entre elles explose, a déclaré le astronome du California Institute of Technology, Christoffer Fremling, dans une déclaration. Atteindre 10 000 classifications est incroyable, mais ce que nous devrions vraiment célébrer, c’est l’incroyable progrès que nous avons accompli dans notre capacité à explorer l’univers pour les objets transitoires, ou les objets qui changent dans le ciel, et la science que nos données riches nous permettront de faire. Fremling est le responsable de l’enquête sur les transitoires brillants, un projet qui utilise le ZTF pour découvrir et classer de nouvelles supernovas.
La science des supernovas
Le ZTF ne se contente pas de chasser les supernovas. Ce projet est capable de détecter toute une gamme d’événements astronomiques transitoires, c’est-à-dire des événements qui se produisent puis disparaissent du ciel. Les événements transitoires suivis par le ZTF comprennent les astéroïdes se déplaçant rapidement dans le système solaire, les trous noirs déchirant les étoiles et les dévorant lors d’événements de disruption dites de marée (TDE), et les étoiles en collision qui finissent par fusionner.
Le ZTF détecte des centaines de milliers de ces événements transitoires chaque nuit. Une fois vérifiées, ces détections sont envoyées à une base de données astronomique appelée Transient Name Server. De là, elles sont disponibles pour la communauté astronomique dans son ensemble. Cela permet aux astronomes d’effectuer des observations complémentaires sur la détection des supernovas en utilisant une gamme de télescopes à travers le monde.
Importance de la classification des supernovas
Le ZTF ne se contente pas de découvrir des supernovas pour que d’autres installations les identifient. Grâce à deux spectrographes à l’observatoire de Palomar, le projet ZTF peut également classifier ses propres supernovas ainsi que celles détectées par d’autres installations. Quand nous avons commencé ce projet, nous ne savions pas combien d’astronomes feraient suite à nos détections, a déclaré Fremling. Voir que tant d’astronomes l’ont fait est un témoignage de la raison pour laquelle nous avons construit le ZTF : pour étudier le ciel entier à la recherche d’objets en évolution et partager ces données aussi rapidement que possible avec les astronomes du monde entier.
Les spectres de lumière qui proviennent de ces supernovas permettent aux scientifiques de déterminer toute une gamme de caractéristiques. Cela comprend leurs distances par rapport à la Terre, les compositions chimiques des étoiles à partir desquelles elles se sont échappées, et, cruciallement, quel type de supernova a été observé par le ZTF.
Différents types de supernovas
Les supernovas qui sont liées à la mort des étoiles massives sont appelées supernovas par effondrement du cœur. Elles se produisent lorsque les étoiles massives n’ont plus de combustible pour la fusion nucléaire et que le flux d’énergie sortant qui les maintient contre la poussée gravitationnelle cesse. Le cœur de l’étoile massive s’effondre pour créer une étoile à neutrons ou un trou noir. Cet effondrement envoie des ondes de choc se propageant dans les couches externes de l’étoile, provoquant une supernova par effondrement du cœur.
Un autre type de supernova se produit lorsque le vestige d’une étoile déjà morte, une naine blanche, dérobe de manière vampirique de la matière à une étoile compagne. Cette matière s’accumule à la surface de la naine blanche, déclenchant une explosion thermonucléaire qui se manifeste sous la forme d’une supernova de type Ia. Ce processus détruit généralement la naine blanche, mais il existe des événements rares appelés supernovas de type Iax où le vestige stellaire survit en tant qu’étoile zombie ravagée.
L’héritage de Zwicky
Le ZTF ne se contente pas de chasser des supernovas pour que d’autres installations les identifient. Grâce à deux spectrographes à l’observatoire de Palomar, le projet ZTF peut également classifier ses propres supernovas ainsi que celles détectées par d’autres installations. Quand nous avons commencé ce projet, nous ne savions pas combien d’astronomes feraient suite à nos détections, a déclaré Fremling. Voir que tant d’astronomes l’ont fait est un témoignage de la raison pour laquelle nous avons construit le ZTF : pour étudier le ciel entier à la recherche d’objets en évolution et partager ces données aussi rapidement que possible avec les astronomes du monde entier.
L’un des plus grands succès du projet a été la découverte de la supernova Zwicky (SN Zwicky), une explosion cosmique déformée par un phénomène appelé lentille gravitationnelle, ce qui lui permet d’apparaître quatre fois dans la même image.
Conclusion
Grâce à la réussite du Zwicky Transient Facility, les astronomes peuvent désormais mieux comprendre les différents types de supernovas et leurs caractéristiques. Les données collectées par le ZTF continueront à contribuer aux avancées de la science des supernovas et pourraient même aider à résoudre le mystère de l’énergie sombre, la force inconnue qui entraîne l’accélération de l’expansion de l’univers. L’héritage de Zwicky se perpétue à travers cet outil révolutionnaire qui ouvre de nouvelles perspectives sur l’étude de l’espace et des phénomènes transitoires dans l’univers.
