Véritable capsule temporelle, cette étoile extrêmement rare révèle comment est morte la première génération

Des astronomes ont découvert un objet d’une extrême rareté : il est l’une des étoiles les plus anciennes jamais détectées. Son observation éclaire la signature chimique des étoiles de deuxième génération, mais elle révèle surtout comment les toutes premières étoiles sont mortes.

Nous avons déjà comparé l’astronomie à une partie d’escape game tant fouiller de nouveau dans d’anciennes données paraît indispensable pour réaliser des découvertes clés. Mais nous pouvons également comparer l’Univers à un site de fouille archéologique, puisque certains objets s’apparentent à des fossiles cosmiques et nous en apprennent ainsi davantage sur les générations disparues.

Cette analogie se vérifie avec les étoiles : des astronomes en ont découvert une extrêmement rare à plusieurs égards. Baptisée PicII-503, elle fait office de véritable capsule temporelle pour la première génération d’étoiles et éclaire l’évolution chimique cosmique. Voici ce que son étude révèle.

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Cette étoile extrêmement rare éclaire l’évolution chimique cosmique

Il existe trois générations d’étoiles. La POP III (pour Population) correspond, pour simplifier, à la génération des grands-parents. Formée à partir d’hydrogène et d’hélium principalement, ce sont les premières étoiles apparues dans l’Univers. Elles ont fabriqué les premiers fer et carbone dans les noyaux, qui ont été projetés dans le cosmos après leur explosion en supernova. Ce sont ces matériaux qui ont donné naissance à POP II, la génération des parents dont fait partie PicII-503. La génération des enfants est donc POP I, à laquelle appartient notre Soleil.

Revenons à PicII-503. Elle est située dans l’une des plus petites galaxies naines jamais observées : Pictor II (à environ 150 000 années-lumière de notre planète). Elle a été découverte grâce à la Dark Energy Camera du télescope Víctor M. Blanco. Son étude, dirigée par Anirudh Chiti de l'Université de Stanford et dont les résultats ont été récemment publiés dans la revue Nature Astronomy, révèle comment les étoiles de POP III sont mortes pour enrichir chimiquement leurs héritières.

Comme le souligne Space.com, elle est le premier exemple confirmé d’étoile POP II au-delà de notre galaxie et contient des preuves concrètes des métaux lourds des premières étoiles. Plusieurs données ont été combinées : celles du projet MAGIC (Mapping the Ancient Galaxy in CaHK), du Very Large Telescope et du Baade Magellan. Les astronomes ont constaté que PicII-503 est l’étoile avec la concentration de fer la plus faible jamais observée au-delà de notre galaxie (elle présente 1/40 000^e du fer contenu dans le Soleil), ce qui en fait l’une des étoiles les plus primordiales jamais détectées.

Mais le plus impressionnant, c’est sa surabondance massive de carbone. C’est ce constat qui fait de PicII-503 une véritable capsule temporelle : il apporte une clé de compréhension sur la manière dont les étoiles de POP III sont mortes. Selon les chercheurs, ce ratio fer/carbone pourrait s’expliquer par le fait que les toutes premières étoiles auraient été des supernovas de faible intensité relative. Résultat : les éléments lourds (fer) seraient retombés avec les débris et ceux légers (carbone) auraient été projetés dans l’espace – d’où ce déficit en fer et cette surabondance en carbone.