Un énorme nuage de poussière et de gaz retrouvé aux confins de l’espace pourrait porter les empreintes digitales des premières étoiles de l’univers.
Les traces de nos ancêtres demeurent introuvables. Pourtant, les étoiles de population III, qui sont les premières à s’être allumées quelques centaines de millions d’années après le Big-Bang, jouent un rôle crucial dans l’évolution de l’Univers, notamment par leur généreuse contribution à l’enrichissement en éléments lourds. Mais après des années de recherches, une équipe Américano-australienne a peut-être enfin repéré les traces de ces premières étoiles. Du moins les traces de leur fin de vie, qui prend la forme d’un nuage de gaz pauvre en éléments lourds.
La raison pour laquelle nous nous soucions de nos premières étoiles est étroitement liée avec l’air que nous respirons. Repérées par le Very Large Telescope (VLT), les traces de ces fossiles sont infimes, puisque ce nuage de gaz contiendrait à peine un millième de la fraction d’éléments lourds (carbone, oxygène et fer) présents dans une étoile comme le Soleil.
Depuis, le temps a passé, mais à l’époque, quand les premières étoiles voyaient le jour, elles devaient se contenter d’hydrogène et d’hélium pour produire les autres éléments. Composées d’éléments légers, elles auraient alors été gigantesques, des centaines de fois plus massives que le Soleil et auraient fini leur vie en hypernovas, de gigantesques explosions dix fois plus énergétiques que les supernovas classiques. Ces hypernovas auraient ensuite ensemencé l’Univers et fourni assez de gaz et de métaux pour former les prochaines générations d’étoiles qui, ensuite, ont à leur tour enrichi en matière leur espace environnant.
Et ce nuage de gaz, observé tel qu’il était seulement 1,8 milliard d’années après le Big-Bang, pourrait bien être le reliquat de l’explosion d’une étoile de population III, comme l’affirment les astronomes : « De précédents nuages de gaz retrouvés par les astronomes montrent un niveau d’enrichissement supérieur en éléments lourds, de sorte qu’ils ont probablement été pollués par des générations plus récentes d’étoiles, occultant toute signature des premières étoiles » déclare Neil Crighton, principal auteur de l’étude. « Ce nuage est le premier nuage à montrer une minuscule fraction d’éléments lourds dont la proportion colle avec ce qui est prévu par la théorie pour un nuage enrichi uniquement par les premières étoiles », ajoute Michael Murphy de l’université de Swinburne.
Seul petit « bémol », les chercheurs ont en effet pu déterminer la composition de ces gaz grâce à la lumière d’un quasar, en arrière-plan, diffusée à travers le nuage. Le problème, c’est que la lumière d’un seul quasar peut traverser plusieurs nuages, brouillant les signaux qui se chevauchent alors. Pour affiner leurs recherches, les scientifiques lanceront prochainement un nouveau programme d’observation grâce au nouveau télescope spatial James Webb. La chasse aux nuages de gaz pourrait alors devenir beaucoup plus simple.
Plutôt que de se limiter aux quasars, qui sont relativement peu nombreux, les scientifiques devraient être en mesure de pouvoir utiliser les galaxies comme sources de lumière de fond. De nouveaux nuages pourront alors être détectés et analysés. Leur découverte étant capitale pour la compréhension et l’amélioration des modèles cosmologiques
Source : Livescience
