Pa 30 : l’étoile de la supernova de 1181 a survécu à l’explosion

L’étoile qui a explosé en 1181 est toujours là.

Elle se cache au centre de Pa 30, une nébuleuse en forme de pissenlit située à environ 7 500 années-lumière, dans la constellation de Cassiopée. Une étude publiée le 6 octobre 2026 dans The Astrophysical Journal s’appuie sur des images du télescope Gemini North, à Hawaï, qui en montrent des détails jamais observés. Les astronomes parlent d’« étoile zombie » pour désigner ce survivant d’une explosion qui aurait dû tout emporter.

Un astre invité pendant 185 jours, puis des siècles d’énigme

Huit textes conservés datent l’apparition de l’objet entre le 4 et le 6 août 1181, et il est resté visible pendant 185 jours. Des observateurs japonais, chinois et arabes l’ont consigné chacun de leur côté. Pourtant, le vestige de l’explosion n’a été retrouvé qu’en 2013. Jusque-là, la supernova passait pour une « orpheline », sans objet céleste visible auquel la rattacher.

Cette année-là, l’astronome amateur américain Dana Patchick passe en revue les données infrarouges du satellite WISE à la recherche de nébuleuses planétaires. Celle-ci est la trentième de sa liste, d’où son nom : Pa 30.

Le lien avec 1181 s’est construit par recoupements. Pa 30 se trouve près de la position notée par les astronomes de l’époque, et sa vitesse d’expansion donne un âge cohérent avec la fin du XIIe siècle. Les mesures du Keck vont dans le même sens : la matière n’a été ni freinée ni accélérée depuis l’explosion, et en remontant le temps on tombe presque pile sur 1181.

La lumière avait voyagé près de 7 500 ans avant d’atteindre la Terre.

Comment une étoile survit à sa propre supernova

Une supernova de type Ia pulvérise en général la naine blanche qui l’a déclenchée. Ici, il s’agirait d’une explosion incomplète, dite de type Iax, une classe rare. Les chercheurs proposent que Pa 30 résulte d’une collision entre deux naines blanches, des cadavres stellaires de la taille de la Terre. Il se serait agi d’une naine blanche carbone-oxygène fusionnant avec une naine blanche oxygène-néon.

Ce qui reste au centre n’a rien de discret. L’étoile affiche une température de surface d’environ 200 000 kelvins et souffle des vents dépassant 15 000 km/s. Ni son spectre ni celui de la nébuleuse ne contiennent d’hydrogène ou d’hélium, et les rayons X révèlent des cendres de combustion du carbone. Côté énergie, des observations radio indiquent une supernova d’une énergie exceptionnellement faible.

Pa 30 fait figure de cas unique. C’est le seul objet de ce type connu dans la Voie lactée, et des astres comparables repérés dans d’autres galaxies n’ont jamais permis de voir le survivant au cœur de l’explosion.

En 2024, l’instrument KCWI du Keck a cartographié la nébuleuse en trois dimensions. Les filaments, riches en soufre, s’éloignent à environ 1 000 kilomètres par seconde. L’équipe a aussi détecté une vaste cavité intérieure et un bord interne net de la structure filamentaire.

Des perles sur un fil : ce que Gemini North a vu

Les nouvelles images, signées Tim Cunningham et ses collègues, ont été prises avec le spectrographe GMOS en lumière du soufre ionisé. Le nombre de filaments détectés grimpe d’environ un ordre de grandeur par rapport aux études précédentes. Le feu d’artifice vu jusqu’ici n’était donc qu’une version floue de la réalité.

Les filaments ne sont pas des traînées lisses, mais des cascades de nœuds de gaz. Ces chaînes gardent une taille apparente à peu près constante dans toute la nébuleuse. Chaque nœud mesure environ 100 milliards de kilomètres de large, soit près de 670 fois la distance entre la Terre et le Soleil. Leur origine reste inconnue, et une étude théorique distincte avance que les vents de l’étoile centrale pourraient avoir façonné cette morphologie.

L’étoile zombie, elle, occupe presque le centre exact de la nébuleuse.

C’est un détail lourd de sens. Une supernova éjecte d’ordinaire les étoiles de leur position d’origine, donc un astre aussi bien centré suggère une explosion très symétrique. L’équipe de Cunningham place la limite supérieure de la vitesse de recul à environ 100 km/s, au seuil de confiance de 3 sigma. Pour une explosion de cette violence, c’est un recul minime.

Un modèle pour traquer d’autres survivants

Les auteurs voient dans Pa 30 un guide pour repérer d’autres explosions ayant épargné leur étoile. Avec environ dix fois plus de filaments résolus, la nébuleuse pourrait orienter ces recherches. Des travaux déposés fin 2025 sur arXiv étudient par ailleurs le vent de l’astre central, de l’ordre de 15 000 km/s, en s’intéressant à son démarrage tardif.

L’astre n’a rien d’éternel : décrit comme une étoile chaude et gonflée, il pourrait refroidir pour devenir une naine blanche.

Sources : discovermagazine.com | phys.org