Découverte de l’étoile la plus primitive jamais observée

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Date : 01 septembre 2011

SDSS J102915+172927 : voilà le nom de cette étoile de faible masse très particulière, qui ne devrait pas exister si on s’accorde avec les théories sur la formation des étoiles. Pourtant, elle est là, à 4 000 années-lumière de la Terre, au sein de la constellation du Lion dans notre galaxie. Elle serait âgée de 13 milliards d’années, soit légèrement plus jeune que l’univers, formé il y a 13,7 milliards d’années.

Une équipe européenne incluant neuf chercheurs de l’Observatoire de Paris et du CNRS l’a étudiée grâce au très grand télescope (VLT) de l’Observatoire Européen Austral (ESO), situé au Chili, et vient de publier ses résultats dans le journal Nature du 1er septembre. A l’aide d’instruments de pointe (X-Shooter et UVES, Ultraviolet and Visual Echelle Spectrographe), les scientifiques ont analysé son rayonnement pour déterminer sa composition et ont découvert deux anomalies particulièrement étonnantes.

Une étoile qui ne contient qu’une quantité infime d’éléments lourds

SDSS J102915+172927 (surnommée aussi "étoile de Caffau", du nom de l’auteur principale de l’étude) est composée presque entièrement d’hydrogène et d’hélium, des éléments primitifs. Ces deux atomes sont les premiers à s’être formés dans l’univers, moins d’une seconde après le début du Big Bang. Ce qui est surprenant, c’est qu’elle est l’étoile connue possédant le moins d’éléments lourds, comme le carbone, l’azote et l’oxygène. Ces atomes, plus lourds, sont appelés "métaux" par les astronomes, et ont été créés bien après, dans les étoiles ou lors de leur explosion. Sur l’étoile de Caffau, il y a 20 000 fois moins de métaux que dans l’atmosphère du Soleil. Or, selon les théories et les observations actuelles, un tel astre ne devrait pas exister ! En effet, elles n’admettent pas que les étoiles de faible masse puissent se former à partir de la composition primitive de l’atmosphère si celle-ci n’a pas été enrichie au préalable par des métaux, comme du carbone ou de l’oxygène. Ils permettent de refroidir l’atmosphère des étoiles et ainsi évitent qu’elles ne disparaissent. L’étoile de Caffau est la preuve "vivante" que cela est possible !

Une étoile pleine de surprises

En plus de cela, une seconde observation a provoqué la surprise des chercheurs : elle est très pauvre en lithium. Cet atome très léger était pourtant présent à l’état de trace, au début de l’Univers, avec l’hydrogène et l’hélium. Que s’est-il passé pour que le lithium disparaisse de cette étoile primitive ? Les chercheurs proposent une explication : elle aurait été chauffée à plus de 2 millions de degrés, une température à laquelle le lithium ne résiste pas.

La petite étoile invisbile à l’oeil nu est donc un vrai casse-tête pour les astrophysiciens. Son existence va entrainer la remise en questions de certains scénarios pourtant admis par la communauté scientifique.

Crédits : ESO/A. Fujii/Digitized Sky Survey 2

Source : le communiqué de presse de l’Observatoire de Paris