On pense que les stars non contaminées par des éléments plus lourds se sont formées très tôt dans l'univers, mais une galaxie beaucoup plus tard dans l'histoire cosmique pourrait les voir pour la première fois
Abell 2744, le cluster Galaxy où Amore6 a été repéré
Une galaxie échouée dans une région vide de l'univers semble être pleinement pleine d'étoiles primordiales. Cela pourrait donner aux astronomes leur premier aperçu d'une sorte d'objet stellaire qui s'est formé peu de temps après les premiers moments de l'univers et qui n'a jamais été directement observé.
Bien qu'il puisse revenir au début de l'univers avec le télescope spatial James Webb (JWST), les astronomes ont eu du mal à trouver définitivement des preuves des premières étoiles. Connues sous le nom d'étoiles de la population III, ce sont des boules géantes d'hydrogène principalement qui se seraient formées dans l'univers précoce. Étant les premières étoiles, ils n'auraient presque aucun des éléments les plus lourds qui sont produits lorsque les étoiles meurent et explosent.
Bien qu'il y ait eu des indices de ce type d'étoile, il a été difficile d'en trouver des preuves concluantes dans l'univers au début, car les galaxies semblent contaminées par des éléments plus lourds peu de temps après le Big Bang, en quelques centaines de millions d'années.
Maintenant, Takahiro Morishita au California Institute of Technology et ses collègues ont trouvé une galaxie composée presque entièrement d'hydrogène, signe de stars de la population III. Mais la galaxie existe beaucoup plus tard que prévu pour une contenant de telles étoiles, environ un milliard d'années après le début de l'univers.
Appelé Amore6, il a été à l'origine repéré dans un groupe de galaxies connu sous le nom d'Abell2744. Morishita et son équipe ont ensuite mesuré la lumière provenant d'Amore6 avec JWST et ont constaté qu'un ion d'oxygène commun était entièrement absent. Cela signifie que la galaxie ne peut avoir pas plus de 0,2% de l'oxygène trouvé sous notre propre soleil, ce qui implique qu'il n'est pas contacturé par des éléments plus lourds.
À mesure que l'univers vieillit, il devient de plus en plus peu susceptible de contenir des galaxies vierges de ce type. Dans les images JWST, Amore6 semble être relativement isolé, ce qui peut être la raison pour laquelle il est si vierge, suggère Morihita. « Cet isolement signifie que cette galaxie pourrait être dans une zone qui n'avait pas assez de gaz pour déclencher la formation d'étoiles plus tôt. Cela signifie que cette galaxie pourrait être une floraison tardive dans un sens », dit-il.
«Si les résultats sont confirmés, c'est vraiment remarquable, car généralement nous ne nous attendons pas à trouver de tels environnements de galaxie vierge si tard dans le développement de l'univers», explique Fabio Pacucci au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Massachusetts.
Il a également des implications pour notre capacité à observer des trous noirs «effondrement direct», qui se forment à partir d'énormes nuages de gaz vierge plutôt que de la voie typique d'une étoile implosante. Bien que ceux-ci aient été prédits par les astronomes, ils n'ont jamais été vus de manière concluante, en partie parce que le gaz vierge était censé être disponible pour cela peut-être jusqu'à 100 millions d'années après le Big Bang, qui est trop tôt pour que nous les détectons. Mais si le gaz vierge peut survivre beaucoup plus longtemps, cela pourrait augmenter considérablement nos chances d'en voir un, explique Pacucci.
