Le 18 août 2025 restera peut-être gravé dans l’histoire de l’astronomie comme le jour où l’humanité a observé quelque chose qui n’était pas censé exister. À 1,3 milliard d’années-lumière de la Terre, un objet céleste a explosé de manière si étrange que les scientifiques pensent avoir capturé le tout premier cas de superkilonova, un phénomène théorisé depuis des décennies mais jamais confirmé. L’événement était déjà suffisamment rare en soi, mais c’est son comportement déconcertant qui a véritablement captivé la communauté scientifique : l’explosion est passée du rouge au bleu en quelques jours, défiant toutes les catégories connues de mort stellaire.

Quand les étoiles meurent en spectacle

Pour comprendre l’importance de cette découverte, il faut d’abord saisir comment les étoiles massives terminent leur existence. La plupart finissent en supernovae, ces explosions titanesques qui dispersent dans l’espace des éléments comme le carbone et le fer, les briques fondamentales de la vie telle que nous la connaissons.

Mais il existe un niveau au-dessus dans l’échelle de la violence cosmique : la kilonova. Ce phénomène se produit lorsque deux étoiles à neutrons, ces cadavres stellaires incroyablement denses d’à peine vingt-quatre kilomètres de diamètre, entrent en collision. L’énergie libérée dépasse de manière exponentielle celle d’une supernova classique, et cette fusion forge les éléments les plus lourds de l’univers : l’or, le platine, l’uranium.

La première kilonova confirmée, baptisée GW170817, n’a été observée qu’en 2017. Depuis, les astronomes scrutent le ciel à la recherche d’événements similaires, mais ces explosions demeurent extrêmement rares et mal comprises.

Une explosion qui refuse de rentrer dans les cases

Les détecteurs d’ondes gravitationnelles LIGO et Virgo ont sonné l’alarme simultanément ce jour d’août, captant les vibrations spatiotemporelles caractéristiques d’une collision cosmique majeure. L’équipe du Zwicky Transient Facility à l’observatoire Palomar a rapidement pointé ses télescopes vers la source du signal et repéré un objet en train de s’estomper rapidement.

Durant les trois premiers jours, tout semblait clair. L’objet, catalogué sous le nom d’AT2025ulz, brillait dans les longueurs d’onde rouges, signature typique d’une kilonova. Les métaux lourds créés lors de la fusion produisent exactement ce type de spectre lumineux. Mansi Kasliwal, directrice de l’observatoire Palomar, se souvient que l’éruption ressemblait en tous points à celle observée en 2017.

Puis l’impensable s’est produit. Quelques jours plus tard, l’objet s’est remis à briller, mais cette fois en bleu. La présence d’hydrogène dans le spectre lumineux indiquait sans ambiguïté une supernova classique. Pour de nombreux astronomes, le diagnostic était posé : il ne s’agissait finalement que d’une banale explosion stellaire.

Mais Kasliwal et son équipe n’ont pas abandonné. Quelque chose clochait. Les données ne correspondaient ni parfaitement à une kilonova, ni vraiment à une supernova standard.

Crédit : Caltech / K. Miller et R. Hurt (IPAC)

Ces illustrations d’artiste représentent un événement hypothétique appelé superkilonova. Une étoile massive explose en supernova (à gauche), générant des éléments comme le carbone et le fer. Suite à cette explosion, deux étoiles à neutrons naissent (au centre), dont au moins une serait moins massive que notre Soleil. Ces étoiles à neutrons s’approchent en spirale, envoyant des ondes gravitationnelles qui se propagent dans le cosmos, avant de fusionner en une spectaculaire kilonova (à droite). Les kilonovae enrichissent l’univers des éléments les plus lourds, tels que l’or et le platine, qui émettent une lumière rouge.

Le mystère des étoiles impossibles

L’indice décisif provenait des ondes gravitationnelles elles-mêmes. Elles suggéraient la présence d’au moins une étoile à neutrons d’une masse inférieure à celle du Soleil. Or, c’est théoriquement problématique. Les étoiles à neutrons sont déjà des objets extrêmes, pesant généralement entre 1,2 et trois fois la masse solaire tout en étant comprimées dans une sphère plus petite qu’une ville.

Comment une étoile à neutrons pourrait-elle être encore moins massive ? L’équipe a échafaudé deux scénarios. Dans le premier, une étoile en rotation vertigineuse explose en supernova mais se fragmente en deux petites étoiles à neutrons. Dans le second, un disque de débris se forme autour de l’étoile mourante et finit par s’agglomérer en une étoile à neutrons miniature.

Si l’une de ces hypothèses est correcte, alors AT2025ulz pourrait être un hybride : une supernova qui crée deux étoiles à neutrons fusionnant immédiatement en kilonova. Les longueurs d’onde rouges initiales correspondraient à la kilonova, tandis que l’expansion ultérieure de l’enveloppe de la supernova masquerait progressivement ce signal avec sa lumière bleue caractéristique.

Brian Metzger, astronome à l’Université Columbia, résume la situation avec prudence. La formation d’étoiles à neutrons subsolaires nécessiterait des conditions extrêmes que seule une étoile en rotation ultra-rapide pourrait réunir. Si de tels objets fusionnent effectivement, l’événement pourrait s’accompagner d’une double explosion.

Une quête qui ne fait que commencer

Les chercheurs, qui publient leurs travaux dans The Astrophysical Journal Letters, insistent sur le caractère hautement spéculatif de leur interprétation. Mais l’équipe de Palomar continue d’analyser AT2025ulz et de chercher d’autres candidats potentiels. Contrairement à certains collègues qui ont délaissé cet objet une fois son apparence de supernova confirmée, Kasliwal maintient son attention rivée sur ce mystère cosmique.

Peut-être assistons-nous à la naissance d’une nouvelle catégorie de phénomènes astrophysiques, où les frontières entre supernova et kilonova s’effacent dans un ballet mortel encore plus complexe que prévu.