Des étudiants ont détecté une étoile si rare qu’elle est décrite comme « la plus pure jamais découverte », née peu après le Big Bang

Les astrophysiciens ont une habitude étonnante pour le profane. Lorsqu’ils parlent de la métallicité d’une étoile, il s’agit de sa composition en éléments plus lourds que les isotopes d’hydrogène et d’hélium de sorte que, pour eux, des noyaux comme ceux de l’oxygène ou du carbone sont aussi appelés des métaux.

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La théorie de la nucléosynthèse nous dit qu’au sortir du Big Bang, il n’y avait pas de métaux en ce sens nés du Big Bang, à part quelques traces de lithium. Tous les autres éléments lourds jusqu’au fer vont être construits dans les fournaises stellaires et vont ensuite être éjectés dans l’espace par des explosions de supernovae qui vont les injecter dans des nuages de matière interstellaire. Ces nuages de gaz vont finir par former de nouvelles étoiles qui vont ensuite répéter les processus précédents.

Les galaxies évoluent ainsi chimiquement et plus une petite étoile est ancienne, plus sa métallicité sera faible. Un récent communiqué du Sloan Digital Sky Survey (SDSS) est intéressant à cet égard.

Sloan Digital Sky Survey – Cartographie de l’Univers : recenser tous les objets lumineux présents dans un quart du cosmos visible est un travail de comptabilité fastidieux. Il nécessite un télescope spécialement conçu à cet effet, utilisé chaque nuit claire pendant huit ans, équipé de l’un des plus grands appareils photo numériques de la planète. Plus de cent millions d’étoiles, de galaxies et de quasars ont été recensés à ce jour. Rencontrez les observateurs et théoriciens astronomiques déterminés à deviner la structure tridimensionnelle et les origines de l’Univers à partir de ces données sans précédent. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © American Museum of Natural History

Une découverte avec des travaux pratiques d’astrophysique

Rappelons que le SDSS est un programme de relevés des objets célestes utilisant un télescope optique dédié, de 2,5 mètres de diamètre, situé à l’observatoire d’Apache Point (Nouveau-Mexique, États-Unis). Lancé en 2000, il vise à cartographier 25 % du ciel et à enregistrer les informations relatives à plus de 100 millions d’objets célestes afin d’améliorer notre compréhension de la croissance et de l’évolution des étoiles, des trous noirs et des galaxies.

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Le communiqué du SDDS explique qu’un groupe de 10 étudiants en licence de l’Université de Chicago a utilisé les données du Sloan Digital Sky Survey pour débusquer la plus ancienne étoile connue à ce jour, en fouillant dans le cadre de travaux pratiques d’astrophysique dans les archives du SDSS.

Au départ, il s’agissait de 77 étoiles potentiellement intéressantes dans ces archives, qui ont conduit les étudiants à en savoir davantage en les observant avec l’instrument Mike (Magellan Inamori Kyocera Echelle) des télescopes Magellan, situés à l’observatoire de Las Campanas au Chili. La nuit du 21 mars 2025, ils ont observé l’étoile nommée SDSSJ0715-7334.

Image de notre Galaxie, la Voie lactée, où la position de l’étoile Ancient Immigrant, « immigrée ancienne » (SDSS J0715-7334) est indiquée par une étoile. La ligne rouge continue représente la trajectoire de l’étoile à travers notre Galaxie ; la ligne bleue pointillée représente la trajectoire attendue pour une étoile née dans le Grand Nuage de Magellan. © Vedant Chandra et la collaboration SDSS. Image de fond : ESA/Gaia, A. Moitinho, A. F. Silva, M. Barros, C. Barata, Université de Lisbonne ; H. Savietto, Fork Research, sous licence Creative Commons CC BY-SA 3.0 IGO

Une étoile née peu de temps après le Big Bang ?

« J’ai passé la nuit à regarder la caméra pour m’assurer qu’elle fonctionnait. L’étoile s’est révélée être la plus pure jamais découverte, composée presque entièrement d’hydrogène et d’hélium. Cette composition suggère qu’il s’agit de l’une des étoiles les plus anciennes jamais observées. L’analyse de son orbite montre qu’elle s’est formée dans le Grand Nuage de Magellan et a migré vers la Voie lactée il y a des milliards d’années. Ces deux faits ont conduit Alex Ji, professeur des étudiants à l’Université de Chicago, à qualifier l’étoile d’immigrée ancienne », raconte Natalie Orrantia dans le communiqué du SDSS, l’une des étudiantes à l’origine de la découverte.

Le communiqué précise qu’avec seulement 0,005 % des métaux présents dans notre Soleil, SDSSJ0715-7334 possède la plus faible métallicité de toutes les étoiles observées à ce jour dans l’Univers.