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Une équipe de scientifiques européens a découvert des traces d’une étoile supermassive dans une galaxie située à plus de 13 milliards d’années-lumière de la Terre. Cette étoile, qui serait entre 5 000 et 10 000 fois plus massive que le Soleil, pourrait expliquer la diversité chimique des amas globulaires, ces groupes d’étoiles très anciens et très denses.
Les amas globulaires sont des “fossiles” de l’Univers primitif. Ils contiennent des millions d’étoiles qui se sont formées à partir du même nuage de gaz il y a plus de 10 milliards d’années. On en dénombre environ 180 dans notre galaxie, la Voie lactée.
Ces amas présentent un mystère pour les astronomes : leurs étoiles ne sont pas toutes identiques en matière de composition chimique. Certaines contiennent des éléments comme le carbone, l’oxygène ou l’azote en quantités très variables. Or, ces éléments ne peuvent être produits que dans des conditions de température et de pression extrêmes.
Pour résoudre cette énigme, les chercheurs ont émis l’hypothèse de l’existence d’une étoile supermassive au sein des amas globulaires. Une telle étoile aurait une température de plusieurs centaines de millions de degrés Celsius, suffisante pour synthétiser les éléments lourds. Elle aurait également un appétit vorace, dévorant les étoiles voisines et rejetant une partie de leur matière sous forme de vents stellaires. Ces vents auraient alors “pollué” les autres étoiles de l’amas avec les éléments produits par l’étoile supermassive.
Cette hypothèse a été confirmée par les observations du télescope spatial James-Webb, le successeur du télescope Hubble. Ce télescope, lancé en décembre 2021, est capable de capter la lumière infrarouge émise par les objets les plus lointains et les plus anciens de l’Univers.
“Nous avons trouvé le premier indice chimique direct de l’existence d’une étoile supermassive dans l’Univers primitif”, a déclaré Corinne Charbonnel, astrophysicienne à l’université de Genève et auteure principale de l’étude publiée dans Astronomy & Astrophysics.
Grâce à James-Webb, les scientifiques ont pu détecter la présence d’une étoile supermassive dans la galaxie GN-z11, située à 13,4 milliards d’années-lumière. Cette galaxie est la plus ancienne jamais observée. Elle se serait formée seulement 400 millions d’années après le Big Bang.
L’étoile supermassive se distingue par sa luminosité et son abondance en azote. Selon les estimations des chercheurs, cette étoile aurait une masse comprise entre 5 000 et 10 000 fois celle du Soleil. Elle aurait vécu environ deux millions d’années, avant d’exploser en supernova, libérant une quantité colossale d’énergie et d’éléments chimiques.