Sur ce cliché, la galaxie lointaine GN-z11 apparaît telle qu'elle était 430 millions d'années après le Big Bang.
Des astronomes affirment y avoir détecté des preuves indirectes de l'existence des premières étoiles.

C’est un voyage dans le temps qui nous ramène jusqu’aux premiers âges cosmiques. Grâce au télescope James Webb, une équipe d'astronomes, dirigée par Roberto Maiolino de l'université de Cambridge, a découvert des preuves de l'existence de la première génération d'étoiles. Sur ce cliché, la galaxie lointaine GN-z11 apparaît telle qu'elle était 430 millions d'années après le Big Bang. C'est à cet endroit que les scientifiques ont détecté une signature biochimique indiquant la présence de ces étoiles primitives.

Au moment de sa découverte, en 2016, dans l’œil du télescope spatial Hubble, GN-z11 était la plus lointaine et la plus ancienne galaxie connue dans l'univers observable. Elle a depuis été détrônée, mais n’en demeure pas moins éclairante sur la manière dont les galaxies ont pu croître au début de l'aube cosmique, au moment où l’univers a été baigné pour la première fois dans la lumière des étoiles.

Plus que la distance qui nous sépare de cette galaxie, c’est l’ancienneté de son existence qui anime les astronomes. Et les récentes observations du télescope spatial James Webb apportent aux scientifiques des détails essentiels pour remonter jusqu’à l’instant zéro, 13,8 milliards d’années en arrière. Grâce aux avancées de la science, les astronomes sont aujourd’hui en mesure d’estimer l’âge des étoiles avec précision.

Un éternel recommencement

Les observations dans l’infrarouge de la super longue-vue de la Nasa leur permettent en effet de déterminer la composition des corps stellaires situés dans l’espace lointain. Pour ce faire, les scientifiques analysent leur signature biochimique. De cette manière, ils peuvent classer les populations d’étoiles en fonction de leur ancienneté. Pour bien comprendre, le cycle de formation des étoiles est un éternel recommencement. 

Les nouvelles se forment en s’alimentant des restes de leurs congénères. Dès qu’une étoile meurt, elle rejette dans l’espace des éléments lourds, tels que le silicium et le fer, qui sont ensuite recyclés pour former de nouveaux corps stellaires. Les étoiles les plus jeunes, les plus riches en éléments lourds, se sont formées au cours des cinq ou six derniers milliards d'années. On les appelle les étoiles de population I. Notre soleil, par exemple, est une étoile de population I. 

Une preuve indirecte de leur existence

Les étoiles un peu plus anciennes, qui contiennent moins d'éléments lourds parce qu'elles ont été précédées d'un moins grand nombre de générations d'étoiles, sont les étoiles de population II. Les étoiles de population III, qui sont donc les plus anciennes, étaient jusqu’à présent purement hypothétiques. Et pour cause, contrairement aux autres, ces étoiles primitives ne possédaient pas de métaux, uniquement des gaz en fusion, de l’hydrogène et de l’hélium principalement, issu du Big Bang.

Ce n’est en effet que bien que plus tard, lors de l’arrivée de la deuxième génération (étoiles de population II), que des éléments lourds sont apparus. Les astronomes pensent que ces étoiles étaient extrêmement lumineuses, avec des masses équivalentes à des centaines de soleils. Grâce aux observations du télescope spatial James Webb, l'équipe dirigée par Roberto Maiolino est parvenue à détecter un amas d'hélium ionisé dans la galaxie GN-z11, de quoi fournir une preuve indirecte de leur existence.


Matthieu DELACHARLERY

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