Des astronomes ont découvert une très vieille étoile qui a presque l’âge de l’Univers


Une autre étoile ancienne a été trouvée dans la Voie Lactée. À environ 35 000 années-lumière de distance, une étoile géante rouge nommée SMSS J160540.18-144323.1 présentait les niveaux de fer les plus bas de toutes les étoiles jamais analysées dans la galaxie.

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Cela signifie que c’est l’une des plus anciennes étoiles de l’Univers, appartenant probablement à la deuxième génération d’étoiles après l’explosion de l’Univers il y a 13,8 milliards d’années.

“Cette étoile incroyablement anémique, qui s’est probablement formée quelques centaines de millions d’années après le Big Bang, a des niveaux de fer 1,5 million de fois inférieurs à ceux du Soleil”, explique l’astronome Thomas Nordlander de l’ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D) et l’Australian National University.

“C’est comme une goutte d’eau dans une piscine olympique.”

Et c’est ainsi que nous pouvons dire quel âge a l’étoile, parce que l’Univers à ses débuts n’avait aucun métal du tout. Les premières étoiles, composées principalement d’hydrogène et d’hélium, étaient considérées comme étant très massives, très chaudes et de très courte durée. Ces étoiles s’appellent Population III, et nous ne les avons jamais vues.

Les étoiles sont “alimentées” par la fusion nucléaire, où les noyaux atomiques d’éléments plus légers sont combinés pour en créer de plus lourds. Dans les étoiles plus petites, c’est principalement la fusion de l’hydrogène en hélium. Mais dans les étoiles plus grandes – comme celles de Population III, par exemple – on pense que des éléments allant jusqu’au silicium et au fer peuvent être forgés.

Lorsque ces étoiles finissent leur vie dans des explosions spectaculaires de supernova, elles rejettent ces éléments dans l’Univers. Au fur et à mesure que de nouvelles étoiles se forment, les éléments s’y emmêlent – et donc, la quantité de métal qu’une étoile contient est un indicateur fiable de la date de sa formation.

Par exemple, nous savons que le Soleil est à environ 100 000 générations du Big Bang, d’après la métallicité de notre étoile.

Mais nous avons trouvé d’autres étoiles dans la Voie Lactée qui ont une faible métallicité, indiquant une origine de l’Univers précoce. L’un de ces objets est 2MASS J18082002-5104378 B, l’ancien détenteur du record de la plus faible teneur en fer de [Fe/H] = -4,07 ± 0,07 – environ 11 750 fois moins métallique que le Soleil.

Mais SMSS J160540.18-144323.1 est à[Fe/H] = -6.2 ± 0.2. Comme l’a dit Nordlander, c’est environ 1,5 million de fois moins métallique.

Il est peu probable que des étoiles de la population III aient survécu assez longtemps pour que nous puissions les étudier. Mais à travers les étoiles qui ont suivi, leurs histoires peuvent être démêlées.

Les chercheurs croient que l’étoile qui a donné au SMSS J160540.18-144323.1 son fer avait une masse relativement faible pour l’Univers primitif, seulement environ 10 fois la masse du Soleil. C’est assez massif pour produire une étoile à neutrons ; et, après une supernova relativement faible, l’équipe croit que c’est ce qu’elle a fait.

Une explosion de supernova peut déclencher un processus rapide de capture neutronique, ou processus r. Il s’agit d’une série de réactions nucléaires au cours desquelles des noyaux atomiques entrent en collision avec des neutrons pour synthétiser des éléments plus lourds que le fer.

Il n’y avait aucune preuve significative de ces éléments dans l’étoile, ce qui pourrait signifier que ces éléments ont été capturés par la nouvelle étoile à neutrons morte. Mais suffisamment de fer s’est échappé pour être incorporé dans la formation de SMSS J160540.18-144323.1.

C’était probablement l’un des tout premiers membres de cette deuxième génération d’étoiles.

Et elle est en train de mourir. C’est une géante rouge, ce qui signifie que l’étoile est à la toute fin de sa durée de vie, consommant le dernier de son hydrogène avant de passer à la fusion à l’hélium.

L’équipe croit qu’en l’étudiant de plus près, on pourrait obtenir encore plus d’information sur les étoiles de la population III. Mais imaginez les histoires qu’elle pourrait raconter si elle pouvait parler.

La recherche a été publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche


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