Les premières étoiles de l’Univers. Cela fait des décennies que les astronomes les cherchent. Et ils pourraient bien enfin avoir mis la main sur quelques-unes d’entre elles. Grâce au télescope spatial James-Webb !
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Les premières étoiles de l’Univers. Les astronomesastronomes les qualifient d'étoiles de population IIIpopulation III. Des étoiles que la théorie décrit comme extrêmement massives et lumineuses, composées exclusivement d'hydrogène et d'hélium. Elles seraient apparues dans les tout débuts de notre Univers. Tout débuts à l'échelle cosmologique s'entend. Soit quelque 400 millions d'années seulement après le Big BangBig Bang. Mais jusqu'ici, aucune d'entre elles n'avait encore pu être observée.
Jusqu'ici. Et encore pour quelque temps sans doute. Même s'il y a quelques jours, des chercheurs de l’Académie chinoise des sciences présentaient une étoile pas tout à fait comme les autres qu'ils ont débusquée dans le halo de notre Voie lactée. Une étoile de population II. Mais qui semble avoir vu le jour il y a plus de 13 milliards d'années. Elle pourrait ainsi s'être formée après l'explosion en supernova d’une étoile de population III.
Et aujourd'hui, deux nouvelles études -- non encore relues par des pairs -- laissent penser que les astronomes pourraient bien être plus proches que jamais d'identifier réellement quelques-unes de ces étoiles de population III. La première, réalisée par des chercheurs de l’université de Cambridge (Royaume-Uni) pointe ce qui pourrait bien ressembler à un groupe de ces étoiles primitives cachées à la périphérie d'une galaxiegalaxie lointaine. La seconde, menée à l'Institut national d’astrophysique italien, présente une minuscule galaxie qui pourrait être composée d'étoiles de population III.
Si ces étoiles primitives sont si longtemps restées hors de la portée des chercheurs, c'est que la massemasse énorme -- des centaines voire des milliers de fois plus que notre Soleil -- qu'elles ont dû atteindre les condamnait à une duréedurée de vie très courte. Toujours à l'échelle cosmologique. De l'ordre de quelques millions d'années seulement. Et les astronomes n'avaient même jamais réussi à détecter les traces d'hélium que seules ces étoiles à très haute température -- de l'ordre de 10 fois celle de notre SoleilSoleil -- semblent être en mesure de laisser derrière elles.
Les signes de la présence d’étoiles de population III
En 2017, un premier espoir en la matièrematière, dans une galaxie dénommée CR7, avait été douché. Et il y a quelques mois, la traque avait connu un regain d'intérêt grâce à des données renvoyées par le télescope spatial James-Webbtélescope spatial James-Webb (JWST). Mais l'analyse détaillée qui avait suivi était peu concluante.
Pourtant, les astronomes ont continué à croire aux capacités du JWST à trouver enfin des étoiles de population III. L'équipe de l'université de Cambridge a choisi de tourner l'instrument vers une galaxie découverte en 2015 par le télescope spatial Hubbletélescope spatial Hubble, la galaxie GN-z11. Une galaxie qui remonte justement à quelque 400 millions d'années après le Big Bang. Une analyse spectroscopique des bords de GN-z11 a confirmé la faible métallicitémétallicité de la région et fait apparaître des traces d'hélium suspectes. Deux éléments qui pourraient constituer la preuve de l'existence, autour de GN-z11, de petits groupes d'étoiles de population III. Des étoiles chacune au moins 500 fois plus massive que notre Soleil pour un total de 600 000 fois la masse solaire. À ce stade, toutefois, les scientifiques n'excluent pas que le signal qu'ils ont détecté provienne en fait d'un type de trou noir lui non plus jamais encore observé. Un type de trou noir que la théorie présente comme les prémices des trous noirs supermassifstrous noirs supermassifs d'aujourd'hui !
Les chercheurs de l'Institut national d'astrophysiqueastrophysique italien, eux, ont détecté ce qui ressemble à une émissionémission d'hydrogène et d'oxygèneoxygène en provenance d'une galaxie aussi petite qu'éloignée. Une détection qui suggère la présence de deux tout petits amas d'étoiles dans un Univers seulement 800 millions d'années après le Big Bang. Et qui pourraient donc bien cacher des étoiles de population III.
Des analyses plus poussées seront probablement nécessaires pour confirmer l'une et/ou l'autre de ces découvertes. Et bientôt, le télescope spatial James-Webb sera tourné vers d'autres candidats étoiles de population III. Avec l'espoir, pour les astronomes, de vérifier enfin leurs théories et de comprendre un peu mieux comment tout a commencé.
