Une étoile qui ne devrait pas exister a été découverte par une équipe de l’Observatoire européen austral au Chili. Des résultats qui défient la théorie de formation des étoiles.
À quand remontent les plus vieilles étoiles ?
La théorie, largement admise, explique que c’est quelques centaines de millions d’années après le Big Bang que sont apparues les premières étoiles, dans un Univers très chaud – environ 3000° C – et composé de 75% d’hydrogène et de 25% d’hélium, avec quelques traces de lithium. Les premières générations d’étoiles étaient géantes et beaucoup plus massives que le Soleil, les seules capables de se condenser à partir des nuages de gaz d’hydrogène et d’hélium, selon les modèles théoriques. Mais ces étoiles gigantesques ont une durée de vie très courte : plus une étoile est massive et moins elle vit longtemps. Au cours de sa vie, une étoile géante va fabriquer des éléments lourds à partir de l’hydrogène et de l’hélium qui la composent. Et elle va synthétiser dans son cœur de l’oxygène, du carbone, du silicium, du potassium, etc. ce que les astrophysiciens appellent des « métaux ».
Ces étoiles géantes ne vivent que quelques dizaines ou centaines de millions d’années avant d’exploser en supernovae, enrichissant de leurs « cendres » les nuages d’hydrogène et d’hélium, dans lesquels vont pouvoir se former d’autres étoiles, moins massives, qui seront nettement plus riches en « métaux ». C’est le cas du Soleil qui contient environ 70% d’hydrogène, 28 % d’hélium et 2% d’éléments lourds.
Dérangeante, la petite étoile !
L’étoile peu brillante de la constellation du Lion – qui vient d’être découverte et étudiée dans les moindres détails par l’un des télescopes de 8 mètres de l’Observatoire européen austral (ESO) – bouscule cette théorie. Nommée SDSS J102915+172927 et située à environ 4 000 années-lumière de la Terre, cette étoile est un peu moins massive que le Soleil (Nature, 1er septembre 2011). Un spectre de l’astre obtenu avec le VLT ( Very Large Telescope) indique que l’étoile est très ancienne : elle serait âgée d’environ 13 milliards d’années. De plus, cette étoile serait composée essentiellement d’hydrogène et d’hélium avec seulement 0,00007% d’éléments lourds, soit la composition de l’Univers primordial au moment de la formation des premières étoiles.
Or, selon la théorie, seules des étoiles géantes beaucoup plus massives que le Soleil ont pu se former à cette époque. Donc cette découverte va obliger les astrophysiciens à affiner leurs modèles théoriques pour parvenir à expliquer l’existence de cet astre surprenant.