En utilisant le télescope spatial James Webb, des astronomes ont identifié 80 nouvelles supernovae précoces dans une partie du ciel aussi large qu’un grain de riz tenu à bout de bras. Parmi elles figure la supernova la plus ancienne et la plus éloignée jamais observée. Imaginez une explosion stellaire secouant l’univers alors qu’il n’était âgé que de 1,8 milliard d’années, sur une échelle cosmique de 13,8 milliards d’années.
Un détective cosmique
James Webb est bien plus qu’un simple télescope. C’est un détective cosmique armé d’une sensibilité infrarouge inégalée, capable de sonder les profondeurs de l’espace à la recherche de signes de vie et de mort stellaire. Avec son regard perçant, cet observatoire peut détecter des supernovae presque partout où il regarde dans le cosmos, nous permettant ainsi de remonter le temps et d’explorer les premiers chapitres de notre Univers.
Parmi les découvertes captivantes du télescope spatial James Webb (JWST), certaines sont des supernovae de type Ia. Ces objets sont le résultat d’une explosion cataclysmique survenant lorsqu’une naine blanche, un type d’étoile morte, acquiert de la matière provenant d’une étoile compagne proche. Lorsque la naine blanche absorbe suffisamment de matière, elle atteint une masse critique, ce qui déclenche une réaction thermonucléaire incontrôlable à sa surface. Cette réaction expulse alors l’excès de matière dans l’espace sous forme d’une explosion spectaculaire qui libère alors une quantité d’énergie incroyable.
Ce qui rend les supernovae de type Ia si remarquables, c’est leur uniformité en luminosité intrinsèque. Peu importe la distance à laquelle elles se trouvent, ces explosions stellaires atteignent en effet presque toujours la même luminosité maximale. Les astronomes utilisent alors ces objets pour mesurer les distances dans l’Univers avec une précision remarquable.
Remonter le temps
Le télescope spatial Hubble avait auparavant permis aux astronomes d’observer des supernovae si éloignées qu’elles existaient lorsque l’Univers était dans sa phase « jeune adulte ». Avec ce télescope, les astronomes peuvent cependant observer des supernovae lorsque le cosmos était encore « adolescent », voire en « pré-adolescence ». Certaines sont en effet entrées en éruption alors que l’Univers avait moins de deux milliards d’années.
Il était alors très différent de celui que nous connaissons aujourd’hui, avec des environnements bien plus extrêmes. Par ailleurs, le cosmos était principalement constitué d’hydrogène et d’hélium. De ce fait, les astronomes s’attendent à voir d’anciennes supernovae déclenchées par la mort d’étoiles qui contenaient beaucoup moins d’éléments chimiques lourds (ou « métaux ») que la génération actuelle d’ étoiles « riches en métaux » comme le Soleil. Ainsi, comparer ces anciennes supernovae avec des étoiles massives qui explosent dans l’Univers local pourrait aider les astronomes à mieux comprendre comment les étoiles s’enrichissent lors de leur formation de métaux forgés par les premières étoiles et se propagent dans le cosmos à leur mort.
À l’avenir, les scientifiques espèrent pouvoir observer la « toute-petite enfance » de l’Univers ou même à ses débuts cosmiques en tombant idéalement sur la mort de la première génération d’étoiles massives.
Les résultats de l’équipe ont été présentés lors d’une conférence de presse lors de la 244e réunion de l’American Astronomical Society à Madison, Wisconsin, lundi 10 juin.
