Les astronomes ont peut-être identifié le candidat le plus prometteur à ce jour pour les étoiles de la population III : la première génération d’étoiles à s’enflammer après le Big Bang. Ces géantes primordiales constituent un objectif recherché depuis longtemps par les chercheurs, et une analyse récente de la galaxie lointaine LAP1-B offre un indice alléchant.
Qu’étaient les étoiles de la population III ?
Contrairement aux étoiles que nous observons aujourd’hui – connues sous le nom de Population I –, les étoiles de la Population III se seraient formées dans un environnement radicalement différent. Ils ont émergé d’un gaz primordial composé principalement d’hydrogène et d’hélium, avant que l’univers n’ait dispersé des éléments plus lourds à travers les supernovae et les vents stellaires. En conséquence, on prévoit que ces premières étoiles étaient nettement plus grandes et plus chaudes que leurs homologues modernes.
La galaxie LAP1-B et la lentille gravitationnelle
La découverte potentielle est centrée sur les observations de LAP1-B, une galaxie lointaine située à un redshift de 6,6. Ce redshift indique que nous observons LAP1-B tel qu’il existait seulement 800 millions d’années après le Big Bang – une étape étonnamment précoce dans l’évolution de l’univers. Repérer un objet aussi éloigné n’a été possible que grâce à un phénomène appelé lentille gravitationnelle. Un amas de galaxies plus proche a agi comme une loupe cosmique, courbant et amplifiant la lumière de LAP1-B, la rendant visible au télescope spatial James Webb (JWST).
“L’univers est rempli de ces formations d’étoiles primordiales”, explique Eli Visbal de l’Université de Tolède. “Cependant, nous ne pouvons réellement examiner l’univers qu’à la lumière de lentilles gravitationnelles, qui agissent comme des projecteurs cosmiques.” Les calculs de Visbal et de son équipe suggèrent qu’à ce redshift, il devrait y avoir environ un amas d’étoiles de population III – exactement ce qu’ils avaient observé dans LAP1-B. Leur estimation d’abondance correspondait parfaitement aux découvertes précédentes indiquant un seul groupe.
Une taille plus réaliste ?
Un autre point qui renforce le statut de LAP1-B est sa masse stellaire relativement modeste. Les estimations suggèrent qu’elle ne représente que plusieurs milliers de fois la masse de notre soleil – une masse inférieure à celle de la plupart des autres galaxies candidates pour les populations d’étoiles de la population III. Les simulations de la formation précoce d’étoiles suggèrent que les amas d’étoiles de la population III auraient dû être nettement plus massifs. «C’est le candidat le plus convaincant que nous ayons vu jusqu’à présent», déclare Visbal.
Scepticisme et observations futures
Malgré l’engouement, certains chercheurs restent prudents. “LAP-B1 est un candidat extrêmement intéressant, mais il est loin de montrer les signes clairs et sans ambiguïté que nous recherchions”, déclare Roberto Maiolino de l’Université de Cambridge. Il faudrait une combinaison extrêmement rare de facteurs pour avoir abouti à des étoiles de population III à ce stade avancé.
Cependant, il reste possible que des poches d’hydrogène et d’hélium vierges aient persisté plus longtemps, permettant aux étoiles de la population III de se former plus tard que prévu. Ralf Klessen, de l’Université de Heidelberg, ajoute : « Statistiquement, cela constituerait une valeur aberrante significative. »
Pourquoi c’est important
Comprendre les étoiles de la population III est essentiel pour comprendre l’évolution de l’univers. Ces étoiles primordiales étaient responsables de la synthèse des premiers éléments lourds – les éléments constitutifs de tout ce que nous voyons aujourd’hui. “Ils peuvent nous raconter comment la chimie de l’univers a évolué, depuis l’hydrogène et l’hélium jusqu’à tous les ingrédients complexes nécessaires à la vie et au cosmos tel que nous le connaissons”, explique Visbal. La découverte des étoiles de la population III fournirait des informations inestimables sur les premiers stades de l’univers et sur l’origine des éléments chimiques qui composent notre monde.
Référence du journal : The Astrophysical Journal Letters DOI : 10.3847/2041-8213/ae122f
