Une étoile trouvée dans le grand nuage Magellanic est remarquablement non polluée par des éléments plus lourds, suggérant qu'il est descendu des premières étoiles de l'univers
Le grand nuage Magellanic, une galaxie satellite de la Voie lactée, où l'étoile quasi-risque SDSS J0715-7334 a été repérée
Une étoile relativement à proximité qui semble manquer de presque tous les éléments lourds produits par les supernovae pourrait être un descendant direct des toutes premières étoiles qui se sont formées dans l'univers.
Les astronomes pensent que les premières étoiles n'étaient composées que de l'hydrogène et de l'hélium qui flottaient après le Big Bang. Ce n'est que lorsque ces étoiles ont manqué de carburant et ont explosé dans une supernova que les éléments plus lourds que l'hélium se sont propagés. Les restes de gaz riches en élément de ces explosions initiales ont ensuite formé la prochaine génération d'étoiles, le cycle se répétant pour éventuellement produire tous les éléments que nous voyons dans les étoiles et les planètes aujourd'hui.
La plupart des étoiles que nous voyons dans notre galaxie sont de nombreuses générations retirées de cette population initiale d'étoiles, mais certains astronomes surnommés «archéologues stellaires» ont trouvé des étoiles presque vierges. On pense que ce sont des stars de la «deuxième génération», nés des restes des tout premières étoiles.
Maintenant, Alexander Ji à l'Université de Chicago et ses collègues a trouvé une étoile qui a la quantité totale la plus faible de «métaux» – qui pour les astronomes signifie tous les éléments autres que l'hydrogène ou l'hélium – dans l'univers connu. L'étoile, appelée SDSS J0715-7334, est située dans le grand nuage Magellanic, une galaxie satellite de la Voie lactée, et a une teneur en métal d'environ 0,8 parties par million, soit environ 20 000 fois moins que notre soleil.
Après avoir d'abord repéré l'étoile dans les données de l'enquête Sloan Digital Sky en raison de sa métallicité inhabituellement faible, Ji et ses collègues l'ont ensuite observé avec le télescope Magellan de l'Observatoire de Las Campanas au Chili. Ils ont constaté que l'étoile contient des quantités de fer extrêmement faibles, comparables à celles observées dans d'autres étoiles presque vierges. Cependant, ils ont constaté qu'il avait également des quantités extrêmement faibles de carbone, à des niveaux que nous ne voyons pas dans les étoiles de la Voie lactée.
«C'est une découverte assez cool, mais (en termes de niveaux de fer), c'est juste un peu plus extrême que certains autres exemples que nous avons déjà trouvés», explique Anke Ardern-Arensen à l'Université de Cambridge. « Mais ce qui est particulièrement intéressant, c'est que la plupart des étoiles (presque) vierges que nous connaissons ont beaucoup de carbone, alors que celle-ci ne le fait pas. »
Cela pourrait suggérer qu'il s'est formé d'une manière assez différente des stars presque impartiales que nous voyons dans la Voie lactée, explique Anna Frebel au Massachusetts Institute of Technology.
Pour faire une étoile de la taille de SDSS J0715-7334, vous avez besoin d'une touffe de gaz relativement petite et fraîche, qui nécessite généralement des éléments plus lourds avec des électrons à haute énergie, comme le carbone, afin que le gaz puisse perdre suffisamment d'énergie. Mais la quasi-absence du carbone dans l'étoile rendrait difficile le refroidissement comme ça.
L'une des seules explications alternatives est qu'il y avait à la place un nuage de poussière cosmique, composé d'éléments plus lourds, ce qui l'a aidé à refroidir, un mécanisme que nous ne voyons pas si tôt dans l'histoire de l'univers, du moins dans notre propre galaxie.
«La question se pose, les environnements différents à différents endroits de l'univers refroidissent leur gaz différemment aux premiers temps?» dit Frebel. «Nous pouvons poser la question, pourquoi le refroidissent-ils différemment, mais je ne pense pas que nous ayons une bonne réponse à cela.»
