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Le télescope spatial James-Webb révèle un signal intrigant au cœur d’une galaxie vieille de plus de 13 milliards d’années. Ce spectre dépourvu d’éléments lourds pourrait correspondre aux toutes premières étoiles jamais formées. Un tournant majeur pour comprendre l’origine cosmique de la matière dans l’Univers.
Dans GN-z11, un spectre d’hélium sans métaux révèle un environnement primordial inédit
Au sein de la galaxie GN-z11, observée quelques centaines de millions d’années après le Big Bang, les instruments du JWST ont identifié une signature spectrale singulière. En particulier, ce signal se distingue par l’absence totale d’éléments lourds. Il révèle donc un environnement composé presque uniquement d’hydrogène et d’hélium.
Les chercheurs, notamment issus de l’Université de Cambridge sous la direction de Roberto Maiolino, ont utilisé l’instrument NIRSpec-IFU pour analyser cette zone. De plus, leur étude met en évidence une émission d’hélium doublement ionisé. Or, une telle configuration nécessite une énergie exceptionnelle difficile à produire dans des conditions ordinaires.
Un spectre sans métaux qui correspond aux conditions attendues des étoiles de population III
Dans l’Univers primitif, seuls l’hydrogène et l’hélium existaient naturellement. Ensuite, les éléments plus lourds sont apparus au cœur des étoiles. Ainsi, détecter un spectre sans métaux revient à observer une phase intacte de l’Univers. Autrement dit, une époque antérieure à son enrichissement chimique.
Les étoiles dites de population III sont décrites comme très massives. En effet, elles brûlent rapidement leur carburant et produisent une lumière extrêmement énergétique. Par conséquent, ce profil correspond aux conditions nécessaires pour expliquer l’ionisation extrême observée autour de la source baptisée Hebe.
Des observations indépendantes confirment un signal cohérent sans éléments lourds
Une équipe européenne menée par des chercheurs de l’Université de Florence a apporté un élément supplémentaire. En parallèle, elle a détecté une raie d’émission d’hydrogène dans la même région. Ainsi, cette observation indépendante renforce la cohérence des résultats scientifiques obtenus précédemment.
Ces deux signatures, hydrogène et hélium ionisé, apparaissent sans trace d’éléments lourds. De ce fait, cet indice reste extrêmement rare. Il devient alors difficile d’expliquer ces données sans évoquer une première génération d’étoiles encore jamais observée directement.
Les scientifiques restent néanmoins prudents. En effet, les résultats sont solides mais pas définitifs. Par conséquent, d’autres observations seront nécessaires pour exclure des scénarios alternatifs crédibles. Notamment, certaines hypothèses incluent encore des formes d’activité de trous noirs primitifs.
Un indice majeur pour retracer la formation des premières étoiles et l’évolution chimique cosmique
La formation des premières étoiles marque un moment clé de l’histoire cosmique. En effet, à partir de ces objets, les éléments lourds essentiels à la formation des planètes et de la vie se sont diffusés. Ainsi, cela s’est produit dans l’Univers jeune et en transformation.
Les estimations actuelles suggèrent des étoiles entre 10 et 100 fois la masse du Soleil. En conséquence, une telle masse implique des cycles de vie très courts à l’échelle cosmique. Pourtant, leur impact reste considérable sur leur environnement cosmique immédiat, car elles libèrent une énergie colossale et enrichissent rapidement leur milieu en nouveaux éléments.
Si cette découverte est confirmée, elle offrirait une première observation concrète de ces étoiles longtemps théoriques. De plus, elle ouvrirait une nouvelle fenêtre sur l’Aube cosmique encore mystérieuse. Ainsi, cette période reste encore mal comprise malgré les progrès de l’astronomie moderne.
Par Gabrielle Andriamanjatoson, le
Étiquettes: univers primitif, télescope James Webb, premières étoiles
Catégories: Espace, Actualités