Découverte d'une deuxième étoile non carbonée dans la Galaxie
Publié par Redbran le 12/10/2018 à 12:00
Source: Observatoire de Paris
Une équipe internationale de chercheurs impliquant des astrophysiciens français du CNRS, de l'Observatoire astronomique de Strasbourg, de l'Observatoire de la Côte d'Azur et de l'Observatoire de Paris a découvert une des étoiles les moins enrichies en éléments lourds. Un article paru dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society le 8 octobre 2018 présente son analyse.

Ces étoiles sont extrêmement rares. Elles sont les survivantes des premiers âges de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.), témoins non encore pollués par les restes successifs d'étoiles mortes.


Pristine_221.8781+9.7844 dans son environnement
Crédits: N. Martin et la collaboration Pristine, DECam Legacy Survey, Aladin Sky Atlas

Les astrophysiciens ont plusieurs méthodes pour étudier les premiers âges de l'Univers: ils peuvent étudier les galaxies les plus lointaines - qui sont aussi les plus jeunes - , et les observer alors qu'elles sont en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de...) de s'assembler.

Ils peuvent aussi chercher et examiner les étoiles les plus anciennes de notre propre galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par...), la Voie Lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom de la galaxie dans laquelle se situent le Système solaire (dont la Terre,...). C'est précisément dans cette voie d'archéologie galactique que s'inscrit la collaboration "Pristine" dirigée par Nicolas Martin (Observatoire astronomique de Strasbourg / CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) de Strasbourg) et Else Starkenburg (Leibniz Institute for Astrophysics, Potsdam), à laquelle ont contribué des chercheurs de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique équipé de bons instruments permettant d'établir des cartes pour la navigation. Il vient en complément de...), au département Galaxies, Etoiles, Physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de...) et Instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) (GEPI).

L'Univers primordial ne contenait presque exclusivement que de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) et de l'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il ouvre la série des gaz nobles dans le tableau périodique des...). Les réactions thermonucléaires qui ont lieu au centre de toutes les étoiles au cours de leur vie (La vie est le nom donné :) créent des éléments plus lourds que l'hélium (du carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.), de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.), du calcium, du fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme pure ou d'alliages. Le fer pur est...), ...) à partir de l'hydrogène et de l'hélium qui composent la très grande majorité de leur gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper...).

Quand elles explosent à la fin de leur vie, elles enrichissent avec ces éléments le gaz interstellaire qui sert de pouponnière aux générations d'étoiles suivantes.

C'est pourquoi notre Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune,...), étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de...) relativement jeune, a une atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) composée d'environ 2% d'éléments lourds. Au contraire, les étoiles très anciennes, qui se sont formées très tôt, se caractérisent par leur faible quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur...) d'éléments lourds.

Existence confirmée d'une classe d'objets rares

Ce type d'atoiles est extrêmement rare et difficile à trouver dans notre environnement cosmique.

Grâce à une nouvelle cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données...) du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) effectuée avec le Télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument...) Canada-France-Hawaï, situé à Hawaï (Hawaï ou Hawaii (en hawaïen : Hawai‘i ; en anglais : Hawaii) est un État des États-Unis situé dans l'océan Pacifique, à...), l'équipe "Pristine" a mis en évidence une telle étoile. Cette cartographie, qui se concentre sur une petite région de l'ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde intermédiaire entre celle de la lumière visible et celle des rayons X.), permet d'isoler efficacement les étoiles très peu polluées en éléments lourds.

On estime que, dans le voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la topologie. La topologie traite plus naturellement les notions globales comme la continuité qui s'entend ici comme la continuité en tout point. En...) solaire, moins d'une étoile sur 1 000 000 est aussi pauvre en éléments lourds que celle qui vient d'être découverte.

Un suivi avec les spectrographes de l'Isaac Newton (Sir Isaac Newton était un philosophe, mathématicien, physicien et astronome anglais né le 4 janvier 1643 du calendrier grégorien[1] au manoir de Woolsthorpe...) Group, en Espagne, et de l'Observatoire Européen Austral (Le mot austral (du latin australis) est un adjectif qualifiant ce qui se situe dans l'hémisphère sud.), au Chili, a permis de confirmer que l'étoile Pristine_221.8781+9.7844 est quasiment vierge d'éléments lourds, dont les quantités sont 10 000 à 100 000 fois inférieures à celles mesurées dans l'atmosphère de notre Soleil.


Le spectre de Pristine_221.8781+9.7844 observé au Télescope William Herschel, à La Palma, comparé au spectre du Soleil.

Cette étoile, dont l'analyse est présentée dans un article des Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en date du 8 octobre 2018 apporte des contraintes bienvenues sur les modèles de formation des premières étoiles et ouvre une fenêtre (En architecture et construction, une fenêtre est une baie, une ouverture dans un mur ou un pan incliné de toiture, avec ou sans vitres.) sur une époque de l'Univers encore peu connue.

La découverte de Pristine_221.8781+9.7844 dès le début du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) "Pristine" laisse présager d'une moisson de telles étoiles anciennes dans les années à venir.
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