« La découverte a été fortuite » : Euclid révèle le secret du vieil amas stellaire NGC 6397

L’on confie aux instruments spatiaux des missions principales, mais les données qu’ils recueillent font parfois avancer la recherche là où ne l’attendait pas. C’est le cas d’Euclid, le télescope spatial de l’ESA, qui a permis aux astronomes de faire une découverte inattendue au sein d’un amas globulaire.

La sérendipité ou l’art de faire une découverte purement par hasard. La recherche, quelle que soit la discipline, en est auréolée. Et l’astronomie ne fait pas exception. On a déjà détaillé plusieurs cas au sein de nos colonnes : celui de Tess, la sonde chasseuse d’exoplanètes de la NASA, qui a traqué de manière fortuite la comète 3I/ATLAS ou encore celui de la sonde Psyche qui a immortalisé un rarissime croissant de Mars (oui, de Mars).

C’est désormais au télescope spatial Euclid de l’Agence spatiale européenne (ESA) d’en faire une. Alors que sa mission principale est d’étudier la matière noire et l’énergie sombre, ses données d’observation de NGC 6397, l’un des essaims stellaires les plus proches de la Planète bleue, ont permis aux astronomes de faire une découverte pour le moins inhabituelle au cœur des scintillements, qui s’apparente presque à une anomalie.

Ce vide trouvé par hasard : un bug dans la matrice stellaire ?

Cette trouvaille inattendue, récemment publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics, concerne la distribution des étoiles au sein de NGC 6397. S’il est globalement homogène, cet amas globulaire (une sorte de boule extrêmement dense et âgée) recèle une imperfection inopinée mais flagrante : un vide stellaire, alors même que des étoiles auraient dû apparaître dans cette zone. Il a été découvert après que la population de NGC 6397 a été classée selon la couleur et la luminosité de ses étoiles sur un graphique appelé diagramme de Hertzsprung–Russell (HR).

Nous parlions de sérendipité au début de l’article puisque Andrea Bellini, l’un des auteurs principaux, déclare : « Nous ne cherchions pas ce vide, mais nous l'avons trouvé. » En effet, l’équipe de recherche a fait cette découverte alors qu’elle étudiait les mouvements stellaires au sein de NGC 6397 grâce aux données croisées de Hubble et d’Euclid.

Cette zone d’étoiles « manquantes » serait due à la restructuration interne des étoiles naines rouges (celles les plus communes de la Voie lactée) : le passage d’une convection partielle à totale. Cette transition modifie brutalement leur luminosité, que révèle le diagramme HR. Cette théorie de pénurie étroite d’étoiles date de la mission Gaia de l’ESA, en 2018, mais c’est la première fois que des scientifiques détectent ce phénomène de vide stellaire dans un amas globulaire.

NGC 6397 est l’un des systèmes les plus anciens (environ 13,4 milliards d’années) et densément peuplés de la galaxie. Et cette caractéristique remarquable en fait donc un terrain d’observation idéal pour tester les modèles d’évolution stellaire.