Une équipe internationale de chercheurs a repéré la galaxie la plus brillante jamais trouvée dans l’Univers primordial, recelant des spécimens des premières générations d’étoiles. Ces travaux confirment les prédictions faites il y a dix ans par un chercheur genevois.
Ces objets massifs extraordinairement lumineux et qui ne relevaient jusqu’à aujourd’hui que de la prédiction théorique sont à l’origine des premiers éléments lourds de l’histoire, ceux-là même sans qui ni les étoiles telles que nous les voyons aujourd’hui, ni les planètes qui orbitent autour d’elles, ni la vie comme nous la connaissons n’existeraient, a indiqué mercredi l’Observatoire austral européen (ESO/European Southern Observatory) dans un communiqué.
En attestant la présence d’étoiles aussi anciennes, ces premières observations directes vont permettre un bond dans la compréhension d’une étape cruciale de l’évolution de l’Univers. Ces résultats sont publiés dans l''Astrophysical Journal'.
Longtemps, les astronomes ont théorisé l’existence d’une première génération d’étoiles, appelée Population III, qui serait née de la matière primordiale issue du Big Bang. Tous les éléments chimiques lourds - comme l’oxygène, l’azote, le carbone et le fer essentiels à la vie - ont été forgés dans le ventre des étoiles. Ce qui signifie que les premières étoiles ne peuvent que s’être formées à partir des éléments qui leur sont préalables: l’hydrogène, l’hélium et la trace de quantités de lithium.
Ces étoiles ont dû être énormes, plusieurs centaines ou milliers de fois plus massives que le Soleil, d’une éclatante chaleur et transitoires, explosant comme supernova après seulement environ deux millions d’années. Mais jusqu’à présent, la recherche de leur existence n’avait rien donné de concret.
Galaxie la plus brillante
Or des chercheurs de l’Université de Lisbonne et de l’Observatoire de Leiden (NL) ont recouru au Very Large Telescope de l'ESO et à d’autres télescopes pour scruter dans l’Univers ancien, jusqu’à une période connue comme celle de la réionisation, environ 800 millions d’années après le Big Bang. Etonnamment, ils ont ainsi trouvé un certain nombre de galaxies aussi jeunes que lumineuses.
L’une d’entre elles, baptisée CR7, constitue un objet exceptionnel: elle est de loin la galaxie la plus brillante qui ait jamais été observée à ce stade de l’Univers.
L'ESO a détecté de fortes émissions d’hélium ionisé au cœur de CR7, mais, très étrangement, aucun signe d’éléments lourds. Ce qui signifie que l’équipe a bel et bien déniché la première preuve tangible d’un groupe d’étoiles de Population III à l’intérieur d’une galaxie dans l’Univers précoce.
Prédit par un chercheur genevois
Cette galaxie lumineuse présentait en effet chaque caractéristique décrite par la théorie pour les étoiles de Population III. Cette prédiction avait été effectuée il y a une dizaine d’années par un expert du domaine, Daniel Schaerer, de l’Université de Genève.
Avec le télescope spatial Hubble de la NASA/ESA, les chercheurs ont recensé à l’intérieur de CR7 des groupes d’étoiles plus bleues, d’autres plus rouges, ce qui indique que la formation des étoiles de type Population III s’est faite par vagues, comme cela avait été théorisé.
Ce qui a été vu en observation directe constitue la dernière vague d’étoiles de ce type et cela suggère que de telles étoiles sont plus aisément détectables que ce que l’on pensait: on les trouve parmi les étoiles ordinaires, dans des galaxies plus lumineuses, et pas uniquement dans les galaxies les plus précoces et peu lumineuses, galaxies si peu perceptibles qu’elles en deviennent extrêmement difficiles à étudier.
'Le calcium de nos os, le carbone de nos muscles et le fer dans notre sang ont ainsi été produits au commencement de l’Univers, par la première génération d’étoiles', note Jorryt Matthee, deuxième auteur de la publication, cité dans le communiqué.
/ATS
