Les étoiles mortes projettent de longues ombres : un astronome de la WVU chasse les fantômes brillants des supernovas

Timothy Faerber, étudiant diplômé de la WVU, et le professeur Loren Anderson étudient les restes de supernova pour mieux comprendre les propriétés et la dynamique de la galaxie. (Photo WVU/Nathaniel Godwin)

Un astronome de l'Université de Virginie occidentale recherche dans la Voie lactée les débris laissés par les supernovas, les violentes explosions qui se produisent lorsque des étoiles massives meurent.

Après une explosion de supernova, la matière qui faisait partie de l’étoile se dilate vers l’extérieur, formant une coquille ou un « reste ». Selon Loren Anderson, professeur au Eberly College of Arts and Sciences, l’étude des restes de supernova est « essentielle pour comprendre les propriétés et la dynamique de notre galaxie – mais il existe un écart important dans le nombre de restes de supernova que nous nous attendons à voir par rapport au nombre de restes de supernova que nous pourrions espérer voir. le nombre relativement faible que nous avons détecté.

Environ 300 à 400 restes de supernova ont été identifiés dans la Voie Lactée, mais des études de galaxies similaires suggèrent qu'il existe probablement près de 1 000 restes de supernova dans cette galaxie. Avec 331 170 $ de financement de la National Science Foundation, Anderson comblera cet écart. Il pense pouvoir doubler le nombre de restes de supernova connus d’ici la fin de ses trois années d’étude.

L’identification des restes de supernova nécessite des données sensibles et peut s’avérer difficile. Par exemple, Anderson a déclaré que les restes de supernova sont souvent confondus avec les régions HII, beaucoup plus nombreuses, des nuages ​​​​de plasma dense qui entourent les étoiles massives.

En collaboration avec l'étudiant diplômé Timothy Faerber de Potomac, Maryland, Anderson utilisera les données de longueur d'onde radio des télescopes Very Large Array et MeerKAT pour identifier les candidats restes de supernova, combinant un logiciel d'apprentissage automatique avec un balayage à l'ancienne « à l'œil nu ». Cette méthode permettra à Anderson de découvrir de nouveaux restes de supernova, de confirmer les restes suspectés de supernova et de supprimer du catalogue les restes mal identifiés.

"Cette étude arrive à point nommé", a déclaré Anderson, professeur d'astronomie et membre du Centre WVU pour les ondes gravitationnelles et la cosmologie. « Les données récentes de MeerKAT permettent la recherche la plus sensible de restes de supernova à ce jour, et des travaux récents ont identifié des centaines de restes possibles de supernova qui doivent être confirmés. Nous avons déjà commencé une première recherche de quelques degrés carrés de données GPS du télescope MeerKAT et les résultats sont incroyablement prometteurs.

Il a déclaré que sa méthodologie est bien adaptée à la découverte de restes de supernova dans des parties surpeuplées de la galaxie intérieure, augmentant ainsi les chances de trouver de nouveaux restes qui ne se sont pas encore étendus ou dispersés loin. Ces restes « jeunes et compacts » sont particulièrement précieux pour les chercheurs intéressés par les impacts des supernovas sur la matière et le rayonnement interstellaires.

Mais Anderson a déclaré que chaque vestige nouvellement confirmé est une opportunité d'étude détaillée – une chance de créer des reconstructions tridimensionnelles de la matière projetée par une explosion de supernova, par exemple, ou d'en apprendre davantage sur l'effet du choc d'une supernova sur d'autres matières. dans la galaxie.

Il a ajouté que le projet constitue également une opportunité de trouver des restes de supernova associés aux pulsars. Un pulsar est le noyau rotatif ultra-dense qui reste après l’explosion d’une étoile en supernova. Même si les pulsars et les restes de supernova sont tous deux créés par des explosions de supernova, ils sont rarement trouvés en association.

Les pulsars sont importants car leurs « pulsations » très précises leur permettent de servir d'horloges cosmiques aux astronomes, notamment aux collègues d'Anderson au WVU qui, en juin, ont fait la une des journaux internationaux pour la découverte d'ondulations dans l'espace-temps, en grande partie grâce à leur étude des pulsars.

Le groupe de recherche d'Anderson travaillera avec l'équipe de sensibilisation du public scientifique de Virginie occidentale, qui forme les étudiants de premier cycle de la WVU à présenter des présentations STEM aux étudiants de la maternelle à la 12e année, intégrant ainsi les salles de classe à la science de pointe actuelle qui se déroule localement.

Aucune des présentations existantes de WV SPOT ne présente les supernovas, a déclaré Anderson, ils développeront donc un nouveau module qui fournira également un aperçu général des radiotélescopes. La présentation intégrera des observations de restes de supernova qui seront acquises en direct à partir d'un télescope de l'observatoire de Green Bank, offrant ainsi aux étudiants une expérience pratique et en temps réel de l'astronomie.