Grâce à une nouvelle technique d’analyse, des astronomes ont réévalué l’âge de l’amas globulaire M92. Étonnamment, la structure se serait formée il y a environ 13,8 milliards d’années, à plus ou moins 0,75 milliard d’années, ce qui représente quasiment l’âge estimé de l’Univers (avec des barres d’erreur plus larges). Pour les auteurs de ces travaux, soit cette collection d’étoiles proche s’est effectivement formée très tôt après le Big Bang, soit nous avons sous-estimé l’âge réel de l’Univers.
Que sont les amas globulaires ?
Les amas globulaires sont des structures composées de centaines de milliers, voire de millions d’étoiles regroupées en une sphère dense et compacte par la gravité. Ils sont généralement composés de vieilles étoiles faiblement lumineuses, ce qui les distingue des régions plus jeunes de formation d’étoiles. Ils en contiennent également souvent une grande variété. Certaines sont petites et froides, tandis que d’autres sont énormes et très chaudes. On estime qu’il existe environ 150 à 200 de ces amas globulaires dans la Voie lactée.
Ces structures fascinantes ont été étudiées en détail pour comprendre la formation et l’évolution des galaxies. Les amas globulaires fournissent également des indices sur l’âge de l’Univers, car ils sont considérés comme des objets très anciens, formés peu de temps après le Big Bang, ce qui nous ramène à cette nouvelle étude.
Le cas de M92
Dans le cadre de travaux récents publiés dans The Astrophysical Journal, une équipe s’est intéressée à M92, l’un des amas les plus célèbres de la Voie lactée. Vous le retrouverez dans la constellation d’Hercule, à environ 27 000 années-lumière de la Terre. Si M92 est l’un des objets célestes préférés des astronomes amateurs de l’hémisphère nord, car il est facilement visible aux jumelles, pour les professionnels, il se distingue surtout par son ancienneté. Il pourrait en effet s’agir du plus vieil amas globulaire de notre proche voisinage. Néanmoins, le véritable âge de M92 a fait l’objet de nombreux débats parmi les scientifiques. Et pour cause, les estimations vont de 11 milliards à… 14,8 milliards d’années. Or, notre meilleure estimation de l’âge de l’Univers est de 13,78 milliards d’années environ.
Les estimations précédentes fonctionnaient en comptant les étoiles à différents stades de leur cycle de vie. On pense en effet que les amas transforment tout leur gaz d’origine en étoiles assez rapidement, de sorte que les étoiles naissent pour la plupart dans une fenêtre relativement étroite. Les étoiles avec des cycles de vie courts à moyens ont désormais fini de fusionner leur noyau d’hydrogène. Ainsi, en étudiant quelles étoiles se sont transformées en géantes rouges, les astronomes peuvent estimer leur âge.
Cependant, la plupart de ces études précédentes ont été limitées en ce sens qu’elles ne prennent pas en compte le large éventail d’incertitudes dans la construction de modèles stellaires. Or, malgré tout ce que nous avons appris sur les cycles de vie des étoiles, il y a encore un débat sur la durée de vie d’un objet de taille et de composition spécifiques.
Un amas très précoce
Pour contourner ce problème, les chercheurs ont modélisé des amas en utilisant une variété de modèles stellaires intégrant différents facteurs censés influencer la vitesse d’évolution des étoiles, comme des taux de réaction nucléaire variables ou une abondance plus ou moins élevée d’hélium. Ces modèles ont ensuite été comparés aux observations de 18 000 étoiles de M92 pour trouver les correspondances les plus proches.
Sur la base de ces analyses, les chercheurs ont déterminé un âge de 13,80 ± 0,75 milliard d’années, ce qui divise par deux la marge d’erreur des méthodes précédentes. En définitive, soit les auteurs ont raison, soit la vraie valeur se situe à l’extrémité inférieure de cette fourchette, soit il y a une erreur dans nos estimations du temps écoulé depuis le Big Bang.
