Le télescope spatial James Webb vient de publier de lourdes nouvelles sur le cosmos naissant. Nous parlons des « usines » cosmiques qui ont rempli l’univers primitif de poussière d’étoiles. Cette poussière ? C’était la matière première de tout ce que nous voyons aujourd’hui. De nouvelles étoiles. Grandes galaxies. Nous.
Mais soyons réalistes. Regarder directement ces anciennes galaxies est difficile. JWST est puissant, bien sûr. Il les voit. Mais obtenir les détails concrets ? Encore un défi.
L’équipe à l’origine de cette avancée a donc fait ce que font les scientifiques intelligents. Ils ont triché. Sorte de.
Au lieu de chercher des preuves d’une aiguille dans une botte de foin dans l’obscurité profonde, ils ont regardé plus près de chez eux. Ils ont étudié Sextans A. Une galaxie naine située à seulement 4,6 millions d’années-lumière. C’est moderne. C’est proche. Et il porte les vêtements chimiques des premières galaxies de l’univers comme un costume bien ajusté.
“Étudier directement les galaxies qui ont peuplé l’univers primitif est encore très difficile”, explique Claudio Gavetti, chef d’équipe de l’INAF. “Observer une galaxie proche comme Sextans… nous offre une opportunité précieuse.”
Pourquoi le Sextans A est important
Revenons en arrière. L’univers primitif était chimiquement ennuyeux. Surtout de l’hydrogène. Un peu d’hélium. Une toute petite pincée de truc plus lourd. Les astronomes appellent ces « métaux ».
Les premières étoiles, les étoiles POP III, sont nées de cette soupe fade. Ils étaient pauvres en métal. Mais ils ne chômaient pas. Ils ont fusionné l’hydrogène et l’hélium. Ils ont forgé des éléments lourds. Quand sont-ils morts ? Ils ont explosé. Les supernovae ont dispersé ces métaux à travers le milieu interstellaire.
Nouvelle génération : les stars POP II. Ces gars ont hérité de la richesse. Ils avaient des métaux. Notre Soleil ? Nous sommes des stars de POP I. Encore plus riche en métaux. Mais toutes les galaxies n’ont pas reçu ce mémo. Les galaxies naines comme Sextans A sont restées pauvres. Le Sextans A ne contient que 1 à 7 % des métaux présents dans le Soleil.
C’est une capsule temporelle. Un proxy pour les galaxies pauvres en métaux qui ont construit l’univers.
Démasquer les usines de poussière
Gavetti et ses collègues ont pointé les instruments NIRCam et MIRI du JWST sur Sextans A. Observations haute résolution. Ils ont cartographié l’ensemble de la population d’étoiles, en se concentrant sur une phase spécifique du cycle de vie. La « branche asymptotique de la géante rouge ».
Voici la mécanique. Les étoiles plus grosses que le Soleil épuisent leur noyau d’hélium. Ils développent un cœur en carbone inerte. La fusion se poursuit dans les obus à l’extérieur. Brûlure d’hélium et d’hydrogène. Couches alternées.
La star gonfle. Pics de luminosité. Une multiplication par mille.
Qu’ont-ils trouvé ?
Environ 90 % de ces géantes rouges asymptotiques étaient dépourvues d’enveloppes de poussière. Nu. Mais une vingtaine d’entre eux ? Enterré dans d’épaisses coquilles de poussière. C’étaient les usines.
Ils se sont formés il y a entre 2 et 3 milliards d’années. À partir d’étoiles qui ont commencé avec 1,5 fois la masse du soleil.
Vue d’ensemble
Il ne s’agit pas seulement du Sextans A. Il s’agit de la lignée. Cette recherche clarifie quelles étoiles du premier univers ont probablement semé les nuages de poussière. La poussière qui a enrichi les futures étoiles.
Nous reconstituons l’évolution de l’univers. Comment c’est passé d’une soupe à l’hydrogène ennuyeuse au cosmos structuré et riche en métaux dans lequel nous vivons aujourd’hui.
Ce niveau de détail ? Impossible avant Webb. Désormais, ce n’est que mardi pour les astronomes.
Mais les questions restent ouvertes. Combien d’autres « Sextans As » se cachent dans le noir ? L’univers a-t-il eu de la chance avec cette galaxie naine spécifique agissant comme un miroir ? Nous ne le saurons peut-être jamais avec certitude. Mais nous avons un début.
