Certaines des étoiles les plus anciennes de l’univers sont-elles juste sous notre nez ?

Ils sont juste à l'extérieur de la Voie Lactée.

Un cours d'astronomie du MIT a découvert trois des plus anciennes étoiles de l'univers cachées juste à l'extérieur de la Voie Lactée.

Les étoiles, situées à environ 30 000 années-lumière de la Terre, se trouvent dans le « halo » de la galaxie, le nuage d'étoiles entourant le principal disque galactique dans l'espace, et on estime qu'elles se sont formées il y a environ 12 à 13 milliards d'années. Cela situerait leur naissance peu de temps après le Big Bang, qui, selon les scientifiques, s'est produit il y a environ 13,8 milliards d'années.

« Ces petites étoiles ont près de 13 milliards d'années et elles n'ont pas changé du tout depuis », a déclaré Anna Frebel, professeur de la classe, à Indigo Buzz. « Les étoiles continueront d'exister pendant environ 3 à 5 milliards d'années. »

Leur méthode de recherche des anciennes étoiles, chacune située dans une partie différente du halo, pourrait aider les astronomes à en découvrir davantage.

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Étant donné que l’on pense que la plupart des produits chimiques présents dans l’univers proviennent d’étoiles explosées, les scientifiques ont expliqué que le premier-né devait être composé presque entièrement d’hydrogène et d’hélium, le matériau primitif issu du Big Bang. Au fil du temps, à mesure que les étoiles mouraient et enrichissaient l’univers d’éléments chimiques plus lourds, les générations suivantes d’étoiles se formaient avec des ingrédients plus divers.

Les scientifiques sont à la recherche de la génération originale d'étoiles – appelées étoiles de la Population III – et c'est l'une des missions du télescope spatial James Webb, le principal observatoire infrarouge géré par la NASA et ses partenaires européens et canadiens. La découverte de ces étoiles pures et immaculées est l’une des principales priorités de l’astrophysique moderne.

Bien que ces trois étoiles ne fassent pas partie de cette catégorie insaisissable de la Population III, elles sont très anciennes et comptent parmi les premières étoiles de la « Population II », a déclaré Frebel, qui sont extrêmement légères sur d'autres éléments chimiques. À titre de comparaison, le Soleil contient 10 000 fois plus de fer que d’hélium que l’une des trois étoiles étudiées par la classe. Leurs recherches ont été publiées cette semaine dans les Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Au semestre d’automne 2022, Frebel a lancé un nouveau cours sur les techniques d’analyse des étoiles anciennes, puis a demandé aux étudiants de s’entraîner à appliquer ces outils à des étoiles qui n’avaient jamais été étudiées en profondeur auparavant.

Les étudiants, dont certains étaient des étudiants de premier cycle, ont parcouru les données stellaires du télescope Magellan-Clay de l'observatoire de Las Campanas au Chili, à la recherche d'étoiles pauvres en strontium et en baryum. Cela les a conduits à trois étoiles initialement observées par Magellan il y a dix ans.

Les étudiants auteurs pensent que chaque étoile est tout ce qui reste des trois galaxies précédentes. Ces petits quartiers galactiques primitifs auraient à un moment donné été absorbés par la Voie Lactée tentaculaire.

Comment ont-ils pensé que les étoiles provenaient de galaxies antérieures s’il n’y avait aucune autre trace de leur existence ?

Alors que la classe observait de plus près le mouvement de chaque étoile, les élèves ont remarqué qu'ils circulaient tous à contre-courant de la circulation.

« La seule façon d'avoir des étoiles dans le mauvais sens par rapport au reste du gang, c'est de les lancer dans le mauvais sens », a déclaré Frebel dans un communiqué.

Pour trouver d'autres étoiles anciennes comme ces trois-là, les scientifiques pourraient utiliser leur méthode : rechercher des étoiles contenant de faibles niveaux de certains éléments chimiques, puis déterminer si elles se déplacent dans la mauvaise direction.

« Alors que la plupart de nos cours sont dispensés à partir de la base, ce cours nous place immédiatement à la frontière de la recherche en astrophysique », a déclaré Hillary Andales, l'une des co-auteurs.

Frebel a déclaré que la découverte et l'étude d'autres étoiles comme ces trois étoiles proches de chez nous pourraient aider les astronomes à mieux comprendre l'évolution des toutes premières galaxies, généralement trop faibles et trop éloignées pour que les scientifiques puissent les observer.