•  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Une étoile née à partir des restes du big bang

Le ciel étoilé.
Cette toute petite étoile fait partie d'un système à deux étoiles orbitant autour d'un point commun. Photo: ESO/Beletsky/DSS1

La composition d'une étoile nouvellement découverte laisse à penser qu'elle pourrait être constituée presque entièrement de matériaux provenant du big bang, l'événement créateur de notre Univers intervenu il y a 13,8 milliards d'années.

Un texte d'Alain Labelle

L’astrophysicien américain Kevin Schlaufman et ses collègues de l’Université Johns Hopkins estiment que cet astre minuscule est né il y a 13,5 milliards d'années. Une découverte qui montre qu'il existe probablement d’autres étoiles de très faible masse et de très faible teneur en métal, et peut-être même certaines de la toute première génération d’étoiles de l'Univers.

Par comparaison, l’étoile Icarus, de type supergéante bleue, située à 9,3 milliards d'années-lumière de la Terre, était considérée comme la plus lointaine jamais observée. Elle apparaît sous la forme qu'elle avait lorsque l'Univers n'en était environ qu'au tiers de son existence.

Photo de l'étoile Icarus.Au centre du carré se trouve l'étoile Icarus. Photo : NASA, ESA, and P. Kelly (University of Minnesota)

Le record de la plus lointaine galaxie appartient à GN-z11 qui a été observée comme elle apparaissait il y a 13,4 milliards d'années.

La galaxie GN-z11.Agrandir l’imageLa galaxie GN-z11 Photo : NASA

Le saviez-vous?

Des astrophysiciens britanniques ont estimé en 2016 qu'il existait pas moins de 2000 milliards de galaxies dans l'Univers. Il existe des milliards d'étoiles entourées de milliards de planètes dans ces galaxies.

Une étoile particulière

La nouvelle détection est inhabituelle puisque, contrairement à d'autres étoiles à très faible teneur en métal, elle fait partie du « disque mince » de la Voie lactée, la partie de la galaxie dans laquelle réside notre propre Soleil.

Cette étoile, nommée 2MASS J18082002-5104378 B, est si vieille que les chercheurs pensent qu'il est possible que notre « voisinage galactique » soit au moins 3 milliards d'années plus vieux qu’on ne l'estimait à ce jour.

« Cette étoile, c'est une chance sur 10 millions », affirme Kevin Schlaufman, l’auteur principal de l'étude publiée dans The Astrophysical Journal (Nouvelle fenêtre) (en anglais). « Elle nous renseigne sur les premières générations d'étoiles. »

Genèse stellaire

Au départ, le big bang a créé un Univers rempli d'hydrogène, d'hélium et de lithium. Les autres éléments qui existent aujourd'hui ont été formés dans les étoiles, nés des nuages de gaz et de poussières laissés derrière elles par l'explosion d'étoiles géantes en fin de vie appelées supernovas.

De nouvelles générations d'étoiles ont ainsi été formées à partir de nuages de matériaux mélangés à des métaux, qui ont été incorporés dans leur composition. La teneur en métal des étoiles dans l'Univers a ensuite augmenté à mesure que le cycle de la naissance et de la mort des étoiles se poursuivait.

La présence extrêmement faible en métaux de l'étoile nouvellement découverte indique que, dans l’« arbre généalogique cosmique », elle pourrait n'être qu'à une génération du big bang.

Cet astre détient en fait le record de l'étoile contenant le moins d'éléments lourds, c’est-à-dire à peu près le même contenu en éléments lourds que la petite planète Mercure.

En revanche, notre Soleil se trouve à des milliers de générations dans cet arbre, avec une teneur en éléments lourds égale à 14 fois la planète Jupiter.

À ce jour, les astronomes ont trouvé une trentaine d'étoiles anciennes très pauvres en métaux avec une masse correspondant au Soleil. L’étoile décrite dans ces travaux correspond à seulement de 14 % de la masse solaire.

Un système binaire

Cette toute petite étoile fait partie d'un système à deux étoiles orbitant autour d'un point commun. L'équipe de Kevin Schlaufman l’a détectée après qu'un autre groupe d'astronomes eut découvert l'étoile primaire beaucoup plus brillante.

La vidéo qui suit montre l'orbite de l'étoile récemment identifiée :

Une théorie révisée

L'existence de la petite étoile compagne s'est avérée être une grande découverte puisque, jusqu'à la fin des années 1990, les chercheurs pensaient que seules des étoiles massives pouvaient se former aux premiers moments de l'Univers, et qu'elles ne pouvaient plus être observées parce qu'elles brûlent leur combustible et meurent très rapidement.

Mais au fur et à mesure que les connaissances en astronomie se sont peaufinées, les scientifiques se sont aperçus que, dans certaines situations, une étoile avec une masse particulièrement faible peut exister, même plus de 13 milliards d'années après le big bang.

Contrairement aux étoiles géantes, les étoiles de faible masse peuvent vivre très longtemps. Les étoiles naines rouges, par exemple, avec une fraction de la masse du soleil, sont censées vivre des milliards d'années.

La découverte de cette nouvelle étoile ultra pauvre en métal ouvre donc la possibilité d'observer des étoiles encore plus anciennes.

Si notre théorie est correcte, il peut exister des étoiles de faible masse dont la composition est exclusivement le résultat du big bang.

Kevin Schlaufman

« Même si nous n'avons pas encore trouvé un tel objet dans notre galaxie, il peut exister », conclut-il.

Astronomie

Science