Une ancienne étoile nouvellement découverte contenant une quantité record de fer porte la preuve d'une classe d'étoiles encore plus anciennes, longtemps supposé mais supposé s'être évanoui.

Dans un article publié dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society : Des lettres , des chercheurs dirigés par le Dr Thomas Nordlander du Centre d'excellence de l'ARC pour l'astrophysique du ciel en 3 dimensions (ASTRO 3-D) confirment l'existence d'une étoile géante rouge ultra-pauvre en métal, situé dans le halo de la Voie Lactée, de l'autre côté de la Galaxie environ 35, 000 années-lumière de la Terre.

Dr Nordlander, du nœud de l'Université nationale australienne (ANU) d'ASTRO 3-D, avec des collègues australiens, les États-Unis et l'Europe, localisé l'étoile à l'aide du télescope SkyMapper dédié de l'université à l'observatoire de Siding Springs en Nouvelle-Galles du Sud.

L'analyse spectroscopique a indiqué que l'étoile avait une teneur en fer d'une partie seulement pour 50 milliards.

"C'est comme une goutte d'eau dans une piscine olympique, " explique le Dr Nordlander.

"Cette étoile incroyablement anémique, qui s'est probablement formé quelques centaines de millions d'années après le Big Bang, a des niveaux de fer 1,5 million de fois inférieurs à celui du Soleil."

Sa faible teneur en fer est suffisante pour placer l'étoile – officiellement surnommée SMSS J160540.18–144323.1 – dans le livre des records, mais c'est ce que ce bas niveau implique à propos de son origine qui a vraiment excité les astronomes.

On pense que les toutes premières étoiles de l'Univers n'étaient constituées que d'hydrogène et d'hélium, avec des traces de lithium. Ces éléments ont été créés au lendemain du Big Bang, tandis que tous les éléments plus lourds ont émergé de la chaleur et de la pression des supernovae cataclysmiques, des explosions titanesques d'étoiles. Les étoiles comme le Soleil qui sont riches en éléments lourds contiennent donc de la matière provenant de nombreuses générations d'étoiles explosant en supernovae.

Comme aucune des premières étoiles n'a encore été trouvée, leurs propriétés restent hypothétiques. On s'attendait depuis longtemps à ce qu'ils soient incroyablement massifs, peut-être des centaines de fois plus massive que le Soleil, et d'avoir explosé en supernovae incroyablement énergétiques appelées hypernovae.

La confirmation du SMSS anémique J160540.18–144323.1, bien qu'il ne soit pas lui-même l'une des premières étoiles, ajoute un élément de preuve puissant.

Le Dr Nordlander et ses collègues suggèrent que l'étoile s'est formée après l'explosion de l'une des premières étoiles. Cette étoile qui explose s'est avérée plutôt peu impressionnante, à peine dix fois plus massif que le Soleil, et n'avoir explosé que faiblement (à l'échelle astronomique) de sorte que la plupart des éléments lourds créés dans la supernova sont retombés dans l'étoile à neutrons restante.

Seule une petite quantité de fer nouvellement forgé a échappé à l'attraction gravitationnelle du reste et a continué, de concert avec des quantités beaucoup plus importantes d'éléments plus légers, pour former une nouvelle étoile, l'une des toutes premières étoiles de la deuxième génération, qui a maintenant été découvert.

Co-chercheur Professeur Martin Asplund, un enquêteur en chef d'ASTRO 3-D à l'ANU, a déclaré qu'il était peu probable que de véritables premières étoiles aient survécu jusqu'à nos jours.

"La bonne nouvelle est que nous pouvons étudier les premières étoiles à travers leurs enfants, les étoiles qui leur ont succédé comme celle que nous avons découverte, " il dit.

L'étude a été menée en collaboration avec des chercheurs de l'Université Monash et de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud en Australie, le Massachusetts Institute of Technology et le Joint Institute for Nuclear Astrophysics, aux États-Unis, l'Institut Max Planck d'Astronomie en Allemagne, Université d'Uppsala en Suède, et l'Université de Padoue en Italie.