2024-04-25 09:00:00
Les scientifiques ont identifié l’une des plus anciennes étoiles connues en dehors de la Voie Lactée. La découverte, rapportée en mars dans la revue Nature Astronomy, a mis au jour une relique des premiers jours de l’univers dans le Grand Nuage de Magellan (LMC), une galaxie satellite de la Voie Lactée – et révèle les conditions d’une époque antérieure à la naissance de l’Univers. le soleil existait même.
Les premières étoiles nées après le Big Bang ont vécu et sont mortes il y a des milliards d’années, il n’en reste donc plus aucune pour raconter l’histoire des débuts de l’univers. Mais des traces de ces ancêtres stellaires ont été préservées dans la deuxième génération d’étoiles qui se sont formées et survivent encore aujourd’hui.
Les couches externes de ces anciennes étoiles « préservent la composition chimique de leur nuage de gaz natal » et révèlent donc la composition de la première génération d’étoiles qui a ensemencé ces nuages avec de nouveaux produits chimiques, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Anirudh Chiti, astrophysicien à l’Université de Washington. Chicago, a déclaré à > dans un e-mail. La composition de ces étoiles offre une fenêtre sur la production précoce d’éléments lorsque les étoiles se sont formées il y a des milliards d’années, a déclaré Chiti.
Chasse aux reliques stellaires
Les premières étoiles ont pris vie il y a des milliards d’années, peu après le Big Bang. C’étaient des géants fabriqués à partir des seuls éléments qui existaient en abondance à l’époque : environ les trois quarts d’hydrogène et un quart d’hélium. Ces géants ont rapidement brûlé leur combustible nucléaire, se débarrassant de leurs couches externes, puis explosant en supernovae et polluant leur voisinage stellaire avec de nouveaux éléments plus lourds forgés dans leur noyau.
Ces cendres stellaires sont entrées dans le mélange lorsqu’une deuxième génération d’étoiles est née des nuages de gaz enrichis par la première. Ce cycle s’est poursuivi, construisant des éléments de plus en plus lourds et ensemençant même le cosmos avec les éléments constitutifs de la vie. C’est la source de l’oxygène que nous respirons, du calcium de nos os et du fer de nos cellules sanguines.
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Une image du télescope spatial James Webb de la nébuleuse 30 Doradus, une région turbulente de formation d’étoiles dans le Grand Nuage de Magellan. (Crédit image : NASA, ESA, Elena Sabbi (ESA, STScI))
En mesurant les quantités de ces éléments dans une étoile, les astronomes peuvent estimer son âge. Moins il y a de « cendres » accumulées, plus l’étoile doit être âgée, tandis que les étoiles plus jeunes ont accumulé de nombreux éléments provenant de nombreuses générations précédentes.
Aucune étoile de première génération n’a jamais été observée, mais les astronomes ont repéré quelques étoiles anciennes de deuxième génération dans notre galaxie. Ces fossiles sont très rares. Moins d’une étoile sur 100 000 dans notre galaxie appartient à cette deuxième génération. «Vous pêchez vraiment des aiguilles dans des meules de foin», a déclaré Chiti dans un communiqué.
Grâce à ces reliques, les astronomes ont beaucoup appris sur les premières conditions de notre galaxie. Ils veulent maintenant comprendre si la Voie Lactée est typique ou si ces conditions étaient différentes dans d’autres galaxies.
Pour répondre à cette question, les auteurs de l’étude se sont tournés vers l’un de nos plus proches voisins galactiques, le LMC. Visible à l’œil nu depuis l’hémisphère sud, le LMC est plus petit que la Voie lactée et destiné à fusionner avec elle dans environ 2,4 milliards d’années.
«Le LMC est remarquable parce qu’il s’agit presque d’une galaxie majeure à part entière» et n’a été que récemment attiré par la Voie Lactée, a déclaré Chiti.
L’équipe a recherché d’anciennes étoiles dans le LMC à partir des données recueillies par le télescope spatial Gaia de l’Agence spatiale européenne. Ils ont ensuite utilisé le télescope Magellan de 6,5 mètres au Chili et ont identifié 10 étoiles contenant environ 100 fois moins de fer que les autres étoiles LMC, ce qui signifie qu’elles étaient très anciennes.
Une illustration du vaisseau spatial Gaia alors qu’il effectue ses observations. (Crédit image : ESA)
L’un d’eux s’est démarqué. Connue sous le nom de LMC-119, elle présentait moins de pollution cosmique que n’importe quelle étoile connue en dehors de notre galaxie. Cela suggère qu’il s’est formé à partir de gaz enrichi par une seule supernova et constitue un signe certain que LMC-119 est une étoile de deuxième génération très ancienne.
«Je dirais que LMC-119 a très probablement au moins environ 13 milliards d’années», a déclaré Chiti à >. (À titre de comparaison, on estime que l’univers lui-même a 13,8 milliards d’années.)
Aujourd’hui, le LMC se trouve à environ 160 000 années-lumière, mais les auteurs ont estimé qu’il se trouvait à environ 6 millions d’années-lumière lorsque ses premières étoiles se sont formées. «Cela isole les premiers LMC des éjectas des premières étoiles formées au début de la Voie Lactée», ont-ils déclaré dans le journal. Cela signifie que les anciennes étoiles du LMC peuvent renseigner les astronomes sur l’état des nourrissons dans une autre galaxie.
«C’est vraiment passionnant d’ouvrir l’archéologie stellaire du Grand Nuage de Magellan et de pouvoir cartographier avec autant de détails comment les premières étoiles ont enrichi chimiquement l’univers dans différentes régions», a déclaré Chiti, qui pense qu’il y en a beaucoup plus. d’anciennes étoiles attendant d’être trouvées dans le LMC.
Chiti dirige désormais un nouveau programme visant à photographier un quart du ciel austral à l’aide du télescope Blanco de 4 m au Chili et d’équipements conçus pour identifier les étoiles fossiles les plus anciennes de la Voie lactée et de notre voisin galactique. En découvrant ces reliques, les astronomes espèrent dresser un meilleur tableau de la façon dont les étoiles ont enrichi le cosmos avec les éléments qui composent tout ce que nous voyons autour de nous.
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