Les amas globulaires pollués par des étoiles supermassives
Des anomalies chimiques observées dans les étoiles des amas globulaires soulèvent des questions sur leur formation. En effet, des excès d’azote, de sodium et d’aluminium, ainsi qu’un déficit en oxygène, ont été identifiés au sein de ces groupes d’étoiles qui, malgré leur origine commune dans un même nuage moléculaire, présentent des compositions variées. Pour expliquer ces disparités, Corinne Charbonnel, astrophysicienne à l’université de Genève et au CNRS, ainsi que ses collaborateurs, ont proposé en 2018 que des étoiles supermassives, présentes dans les protoamas globulaires, « pollueraient » le nuage moléculaire en y injectant des éléments chimiques.
Récemment, des observations réalisées par le télescope spatial James-Webb ont confirmé cette hypothèse. L’équipe a détecté un excès d’azote dans un protoamas de la galaxie GN-z11, qui s’est formée 450 millions d’années après le Big Bang, soutenant ainsi l’idée d’une pollution chimique par des étoiles supermassives.
Les amas globulaires, regroupements de centaines de milliers d’étoiles liées gravitationnellement, sont parmi les plus anciennes structures de l’univers, certains datant de 13 milliards d’années. Les étoiles qui les composent naissent par effondrement gravitationnel et devraient avoir une composition chimique homogène. Cependant, des études menées depuis les années 1970 ont révélé des variations significatives dans leur composition, notamment des anticorrélations entre le sodium et l’oxygène, ainsi qu’entre l’azote et le carbone.
L’explication avancée par Charbonnel repose sur la formation rapide d’étoiles supermassives dans les protoamas. Ces étoiles, qui peuvent atteindre jusqu’à 10 000 masses solaires, se forment lorsque le nuage moléculaire se contracte et que des protoétoiles entrent en collision. À des températures de près de 75 millions de degrés, elles sont capables de forger des éléments comme l’azote, le sodium et l’aluminium. En explosant, ces étoiles libèrent des éléments chimiques de manière hétérogène, ce qui explique les variations observées dans les petites étoiles qui se forment plus tard.
Pour valider cette hypothèse, l’observation des amas globulaires à un stade précoce a été essentielle. Les données du télescope James-Webb ont été déterminantes, révélant une abondance d’azote dans la galaxie GN-z11, ce qui suggère une production précoce de cet élément. Les scientifiques continuent de rechercher des preuves de l’abondance d’aluminium pour renforcer cette théorie.
Source : Pour la Science.
