En mars 2022, des astronomes ont annoncé la découverte de l’étoile connue la plus éloignée via une image prise par le télescope spatial Hubble. Ils l’ont nommé Earendel, d’après l’ancien nom anglais de “l’étoile du matin”. Maintenant, la caméra proche infrarouge (NIRCam) de JWST et son spectromètre NIRSpec ont examiné la même étoile et ont révélé plus de détails à son sujet.
Earendel semble être une étoile massive de type B. Cela le place sur la séquence principale de manière évolutive, ce qui signifie que c’est une étoile brûlant de l’hydrogène. Comparé au Soleil, il est deux fois plus chaud et un million de fois plus lumineux. Ce que les astronomes soupçonnent, c’est que cette étoile, comme beaucoup d’autres étoiles massives comme elle, pourrait avoir un compagnon. Cependant, ils sont si proches les uns des autres et nous les voyons à une si grande distance (environ 13 milliards d’années-lumière), qu’il est difficile de les distinguer séparément. Cependant, les spectres de cette étoile (c’est-à-dire les couleurs de sa lumière) suggèrent qu’un compagnon existe. D’autres études utilisant le grossissement fourni par la lentille gravitationnelle ainsi que des observations plus détaillées à l’aide de NIRCam sur JWST devraient les aider à démêler le compagnon.
La lumière que nous voyons d’Earendel a été émise pour la première fois par cette étoile seulement environ 900 millions d’années après le Big Bang. La lentille gravitationnelle qui l’a révélé grossit Earendel d’un facteur 4000. Maintenant, les astronomes veulent savoir si elle fait partie des premières générations d’étoiles à briller. Si tel est le cas, ses spectres révéleraient que sa composition chimique est principalement constituée d’hydrogène et d’hélium. S’il s’agit d’une étoile de deuxième génération, les propriétés de sa lumière montreraient également d’autres éléments. D’autres exemples de ce type d’étoile supergéante bleue sont Rigel et Beta Centauri.
La maison d’Earendel dans l’arc du lever du soleil
La galaxie hôte de cette étoile nous apparaît comme une longue traînée de lumière en forme de croissant. Ce maculage est causé par la lentille gravitationnelle d’un amas de galaxies massif appelé WHL0137-08. La vue NIRCam montre pas mal de détails sur cette galaxie lointaine. Il y a des crèches où naissent les prochaines générations de stars. Certaines de ces étoiles sont assez jeunes, moins de cinq millions d’années.
La galaxie contient également des amas d’étoiles bien avancés dans leur évolution. L’un de ces amas a environ 10 millions d’années. Il peut encore exister dans l’Univers moderne. L’amas donne aux astronomes des indices intéressants sur les amas globulaires qui pullulent aujourd’hui dans notre propre Voie lactée. Certains d’entre eux pourraient s’être formés à peu près au même moment que les amas distants de WHL0137-08.
Fait intéressant, l’image de JWST montre plus de détails sur l’effet de lentille sur la galaxie lointaine. Earendel lui-même se trouve le long d’une “ondulation” produite par la lentille. C’est ainsi qu’il apparaît séparément de l’image maculée de sa galaxie hôte. En plus de la vue NIRCam de cette scène, le spectromètre infrarouge de JWST (NIRSpec) a pris des données. Il donne aux astronomes plus de détails sur la distance exacte à Earendel et à sa galaxie d’origine.
Utilisation de la lentille gravitationnelle pour des étoiles plus éloignées
JWST a détecté d’autres étoiles lointaines à l’aide de ses instruments sensibles à l’infrarouge. Jusqu’à présent, Earendel reste le détenteur du record de distance. Mais il y a bien d’autres observations à faire. Finalement, les astronomes espèrent trouver l’un des Saint Graal de l’astronomie : les toutes premières étoiles à briller.
Ces premiers objets pourraient être apparus dès seulement 100 millions d’années après le Big Bang. Ils étaient probablement très massifs et extrêmement lumineux. Alors qu’ils commençaient à apparaître dans l’obscurité de l’âge des ténèbres cosmiques, ils chauffaient et ionisaient les gaz qui les entouraient. Au fur et à mesure qu’ils évoluaient et mouraient, ils produisaient des éléments chimiques plus lourds dans leurs noyaux brûlant de l’hydrogène. Quand ils sont morts, ils ont répandu ces matériaux dans l’espace, ensemençant de nouvelles générations d’étoiles et, finalement, de planètes.
Les preuves de leurs vies et de leurs modes de vie nous en diront beaucoup sur toutes ces conditions dans l’univers naissant, la distribution de la matière (y compris la matière noire) et la formation éventuelle de galaxies aux premières époques du temps cosmique.
Pour plus d’informations
Earendel et le Sunrise Arc dans l’amas de galaxies WHL0137-08
Amas de galaxies WHL0137-08
Les premières étoiles de l’univers (PDF)
2023-08-10 23:30:12
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