C’est l’étoile la plus lointaine révélée à ce jour, 900 millions d’années après le Big Bang. Les astronomes ont nommé l’étoile Earndel, qui dérive de mots du vieil anglais signifiant « étoile du matin » ou « lumière montante ».
Cette observation a battu le record établi par Hubble en 2018, lorsqu’il avait observé l’existence d’une étoile alors que l’univers avait environ quatre milliards d’années. Earndel est si loin qu’il a fallu 12,9 milliards d’années pour que la lumière des étoiles nous atteigne.
L’observation d’Earndel pourrait aider les astronomes à étudier les premières années de l’univers.
La co-auteure de l’étude, Victoria Strait, chercheuse postdoctorale au Cosmic Dawn Center de Copenhague, a déclaré dans un communiqué.
« Lorsque la lumière que nous voyons a été émise par l’Earendel, l’univers avait moins d’un milliard d’années ; seulement 6 % de son âge actuel. À cette époque, il était à 4 milliards d’années-lumière de la Voie lactée primordiale, mais à près de 13 milliards d’années Il a fallu que la lumière nous atteigne, l’univers s’est étendu de sorte qu’il se trouve maintenant à une distance étonnante de 28 milliards d’années-lumière.
Toutes les étoiles que nous voyons dans le ciel nocturne se trouvent dans notre Voie lactée. Des télescopes incroyablement puissants ne peuvent voir que des étoiles individuelles dans les galaxies les plus proches. Mais les galaxies lointaines semblent être un brouillard de lumière brouillé par les milliards d’étoiles qu’elles contiennent.
Mais une lentille gravitationnelle, prédite par Albert Einstein, permet un regard plus profond dans l’univers lointain. La lentille gravitationnelle se produit lorsque des objets proches agissent comme une loupe pour les objets distants. La gravité déforme et amplifie principalement la lumière des galaxies d’arrière-plan éloignées.
Lorsque la lumière passe à proximité d’objets massifs, elle suit une courbe autour de cet objet. Si cet objet se trouve entre la Terre (ou dans ce cas, Hubble) et une source de lumière distante, il peut en fait détourner et envoyer de la lumière vers nous, agissant comme une lentille pour amplifier son intensité.
De nombreuses galaxies lointaines ont été trouvées de cette manière.
Dans ce cas, l’alignement d’un énorme groupe de galaxies a agi comme une loupe et a intensifié la lumière d’Earndel des milliers de fois. Cette lentille gravitationnelle, ainsi que neuf heures d’observation sur Hubble et une équipe internationale d’astronomes, ont créé l’image record.
« Habituellement, à ces distances, des galaxies entières ressemblent à de petites taches, avec la lumière de millions d’étoiles fusionnant », a déclaré l’auteur principal Brian Welch, astronome à l’Université Johns Hopkins de Baltimore, dans un communiqué. « La galaxie qui héberge cette étoile a été agrandie et déformée par des lentilles gravitationnelles dans un long croissant que nous avons surnommé l’arc du lever du soleil. »
Pour s’assurer qu’il s’agit bien d’une seule étoile, plutôt que d’en avoir deux très proches l’une de l’autre, l’équipe de recherche utilisera le télescope spatial James Webb récemment lancé pour observer Earndale. Webb peut également révéler la température et la masse d’une étoile.
Le co-auteur de l’étude, Sune Toft, auteur principal du Cosmic Dawn Center et professeur à l’Institut Niels Bohr de Copenhague, a déclaré dans un communiqué. « Webb nous permettra même de mesurer sa composition chimique. Earendel est probablement le premier exemple connu de la première génération d’étoiles dans l’univers. »
Les astronomes veulent en savoir plus sur la formation des étoiles car elle s’est formée peu de temps après le début de l’univers, bien avant que l’univers ne soit rempli d’éléments lourds provenant de la mort d’étoiles massives.
Webb peut révéler si Earendel est constitué en grande partie d’hydrogène et d’hélium primordiaux, ce qui en fait une étoile de la population III – des étoiles supposées avoir existé peu de temps après le Big Bang.
« Erndel existe depuis si longtemps qu’il n’avait probablement pas les mêmes matières premières que les stars qui nous entourent aujourd’hui », a déclaré Welch. « L’étude d’Earendel sera une fenêtre sur une ère de l’univers dont nous n’étions même pas conscients, mais qui a conduit à tout ce que nous savons. C’est comme si nous lisions un livre vraiment intéressant, mais nous commençons par le chapitre deux, et maintenant nous aurons une chance de voir comment tout a commencé. »
Le télescope Webb peut aider les astronomes à trouver des étoiles plus loin que Hubble ne peut détecter.
« Avec Webb, nous pourrions voir des étoiles plus loin qu’Earendel, et cela va être incroyablement excitant », a déclaré Welch. « Nous remonterons le plus loin possible. J’aimerais voir Webb battre le record de distance d’Earndel. »
