Le télescope James Webb vient de photographier l’aube du temps : ces étoiles colossales n’auraient jamais dû être vues (mais elles sont bien là)
Depuis le lancement du télescope spatial James Webb, les astronomes traquent sans relâche les premiers éclats lumineux de notre histoire cosmique. Une percée majeure vient d’être réalisée avec la détection probable des étoiles de Population III, les toutes premières à s’être allumées après le Big Bang. Situées près d’une galaxie primitive, ces géantes composées d’hydrogène pur redéfinissent notre compréhension de l’enfance de l’Univers. Cette découverte marque la fin d’une quête théorique de plusieurs décennies et dévoile enfin les ancêtres de toute la matière stellaire connue.
Jusqu’à présent, les premières étoiles de l’Univers n’existaient que dans les équations des physiciens. Ces astres, baptisés Population III, sont nés dans un environnement dépourvu de métaux, au sens astronomique du terme. Ils ne contenaient que de l’hydrogène et de l’hélium primordiaux.
Ces étoiles étaient radicalement différentes de notre Soleil. Extrêmement massives et brûlantes, elles consommaient leur carburant en quelques millions d’années seulement. Ce cycle de vie ultra-rapide les rendait quasiment impossibles à observer pour les télescopes de l’ancienne génération. Leur disparition brutale en supernovae colossales a pourtant été l’acte fondateur de notre existence. Ce sont elles qui ont forgé les premiers atomes de carbone, d’oxygène et de fer, dispersant ces éléments lourds pour ensemencer les générations d’étoiles suivantes.
C’est dans le voisinage de la galaxie GN-z11, l’une des plus anciennes jamais répertoriées, que le télescope James Webb a détecté un signal inhabituel. Un petit objet compagnon, nommé Hébé, a attiré l’attention des chercheurs grâce à une raie d’émission spectrale très spécifique. L’instrument NIRSpec du télescope a révélé la présence d’hélium doublement ionisé. Ce phénomène nécessite un rayonnement d’une énergie phénoménale, bien supérieure à celle produite par les étoiles classiques. L’absence totale de métaux dans le spectre confirme la nature primitive de cette source.
Deux équipes indépendantes, menées par les universités de Cambridge et de Florence, ont confirmé que ce signal ne peut provenir que d’amas d’étoiles vierges. Hébé serait ainsi le berceau de cette première génération stellaire, formée seulement 400 millions d’années après la naissance de l’Univers.
Les modélisations théoriques basées sur ces nouvelles données permettent de dresser le portrait-robot de ces géantes. La plupart de ces étoiles afficheraient une masse comprise entre 10 et 100 fois celle du Soleil. Cette densité incroyable explique leur température de surface extrême. Cette découverte valide enfin les prédictions sur la distribution des masses dans l’Univers primordial. Contrairement à aujourd’hui, où les petites étoiles sont majoritaires, l’aube cosmique était dominée par des mastodontes de gaz pur dont la lumière a percé les ténèbres originelles.
La confirmation de ces observations marque un tournant pour l’astrophysique. En étudiant directement ces fossiles de lumière, les scientifiques pourront bientôt expliquer comment les premières structures galactiques se sont organisées pour façonner l’Univers tel que nous l’observons actuellement.
Source : SciencePost
