Des astronomes ont découvert les restes de l’une des premières étoiles jamais créées dans l’univers.
Formées seulement 100 millions d’années après la naissance de l’univers, ces premières étoiles étaient si massives qu’en atteignant des supernovae à la fin de leur vie, leurs éléments lourds ont été projetés à travers l’univers comme éléments constitutifs des planètes.
Les scientifiques appellent ces étoiles Population III, connues pour être extrêmement chaudes et sans contenu métallique ; les étoiles Population I sont riches en métaux et beaucoup plus jeunes, comme notre Soleil ; les étoiles Population II ont un faible contenu métallique avec peu d’éléments plus lourds que l’hélium qui les composent. Jusqu’à présent, il n’existait aucune preuve directe de l’existence de la population III.
En utilisant le télescope Gemini Nord de 8,1 mètres sur Hawai’I, les chercheurs de NOIRLab ont trouvé un rapport d’éléments qui n’auraient pu provenir que d’une étoile primitive, d’une taille 300 fois supérieure à celle de notre Soleil.
La matière contenait plus de 10 fois plus de fer que de magnésium, par rapport au rapport de ces éléments que l’on trouve dans notre Soleil – un rapport extrêmement élevé. On pense que cela est dû au fait que la mort de cette étoile était une supernova à instabilité de paires, c’est-à-dire que les photons au centre d’une étoile se transforment spontanément en électrons et en positrons – ce qui réduit la pression de radiation à l’intérieur de l’étoile et celle-ci s’effondre.
Contrairement aux autres supernovae, celles-ci ne forment pas d’étoiles à neutrons ou de trous noirs comme d’autres le font et envoient au contraire toute la matière dans l’univers. La seule façon de les repérer est donc de capter l’explosion elle-même ou d’analyser les restes chimiques.
“Il m’est apparu évident que la supernova candidate pour ce phénomène serait une supernova à instabilité de paire d’une étoile de population III, dans laquelle l’étoile entière explose sans laisser aucun résidu derrière elle”, a déclaré Yuzuru Yoshii de l’Université de Tokyo.
“J’ai été ravi et quelque peu surpris de constater qu’une supernova à instabilité de paires d’une étoile dont la masse est environ 300 fois celle du Soleil fournit un rapport magnésium/fer qui correspond à la faible valeur que nous avons calculée pour le quasar.”
Cette découverte permet aux astronomes d’en savoir plus sur les origines de l’univers, en les aidant à repérer d’autres étoiles encore plus anciennes.
“Nous savons maintenant ce qu’il faut chercher, nous avons une piste”, a déclaré Timothy Beers, astronome à l’Université de Notre Dame. “Si cela s’est produit localement dans l’Univers très ancien, ce qui aurait dû être le cas, alors nous nous attendrions à en trouver des preuves”.
La recherche est publiée dans le Astrophysical Journal.
