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Earendel, « l’étoile de l’aube de l’Univers », est la plus lointaine jamais observée

Earendel, « l’étoile de l’aube de l’Univers », est la plus lointaine jamais observée

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Le vénérable télescope spatial Hubble, lancé en 1990, n’a pas encore dit son dernier mot. Grâce à lui, en effet, les astronomes viennent de débusquer une étoile qui brillait lorsque l’Univers n’avait qu’un seul milliard d’années. Ses découvreurs l’ont surnommé Earendel, un mot qui vient du vieil english et signifie « étoile du matin », que l’on peut traduire aussi par l’« étoile de l’aube », ce qui prend tout son sens étant donné qu’elle est une pointe émergée luisant des profondeurs inconnues de l’Univers, au matin du monde, en quelque sorte.

Pour toute la communauté et même, on peut le dire, pour l’humanité, c’est une étape majeure qui a été franchie dans la connaissance car cet astre, distant de 12,9 milliards d’années, est une véritable « fenêtre ouverte » sur l’Univers encore tout jeune et les conditions qui régnaient alors. De quoi sont faites les premières étoiles ? À quoi ressemblaient-elles ? Comment se sont-elles formées ? Étaient-elles composées uniquement des éléments primordiaux créés après le Big Bang, à savoir l’hydrogène et l’hélium (avec un zeste de lithium), comme le prédit une théorie ? etc. Pour les spécialistes de ces questions, les cosmologistes, c’est vraiment du jamais vu ! C’est un grand et vieux rêve pour eux que de pouvoir voir ainsi, directement, en vrai (et pas dans une simulation) une étoile aussi lointaine. « Nous n’y croyions presque pas au début, c’était tellement plus loin que le précédent record de l’étoile la plus éloignée et avec un décalage vers le rouge si élevé [Redshift de 6,2, NDLR] » a lancé Brian Welch, qui a dirigé l’étude publiée dans la prestigieuse revue Nature, dans le communiqué de la NASA.

Détail de la scène tapissée de galaxies observée par Hubble. Crédit : NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

Comment les astronomes ont-ils pu voir une étoile isolée aussi lointaine ?

C’était déjà Hubble qui, il y a quelques années, avait repoussé les limites de l’observation de l’étoile la plus lointaine, en épinglant un astre isolé situé à près de 10 milliards d’années-lumière de nous, c’est-à-dire quand l’Univers n’avait que près d’un tiers de son âge actuel (contre 7 % pour le nouveau record !).

Rappelons qu’il y a quelques décennies encore, les télescopes ne pouvaient voir que des étoiles appartenant à notre galaxie, la Voie lactée. Des étoiles proches donc. Puis, à mesure que les optiques se sont améliorées, que les miroirs se sont agrandis, que notre vision du cosmos a augmenté, il était devenu possible de distinguer des étoiles individuelles au sein de galaxies voisines. Quant à celles qui peuplent les galaxies situées à plusieurs milliards d’années-lumière, il est extrêmement rare d’en observer seule. Dans la majorité des cas, ce sont des nuées d’étoiles que nous voyons, des essaims, ou les lueurs de leur assemblée, flambée de milliards de soleils…

Grâce à un amas de galaxies qui fait lentille gravitationnelle, les astronomes ont un aperçu d'une galaxie primitive et ses étoiles naissantes dont une, isolée des autres. Crédit : NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

Pour Earendel, la chance a souri aux astronomes puisqu’Hubble a bénéficié de l’assistance d’une lentille complémentaire, un amas de galaxies. Situé entre l’étoile des confins de l’Univers et nous dans la Voie lactée, WHL0137-08, c’est son nom, agit comme une loupe pour les observateurs sur Terre et ses environs. Une loupe qui s’ajoute à l’extraordinaire acuité visuelle du télescope spatial. C’est ce que les astronomes appellent un effet de lentille gravitationnelle, phénomène qu’avait prédit Einstein. La masse importante de l’amas galaxie fait ployer l’espace-temps, si bien que les rayons lumineux d’un objet (étoile, galaxie, amas de galaxies) situé derrière, plus loin en arrière-plan, sont déviés et amplifiés. Dans ce cas-ci, c’est une première puisqu’on entrevoit la lueur d’une étoile de la population III, c’est-à-dire de la première génération.

Pour l’instant, ses découvreurs estiment que Earendel est un monstre d’environ 50 masses solaires qui est des « millions de fois plus brillants » que le Soleil. Maintenant, les astronomes vont avoir besoin de confirmer l’identité de l’étoile, d’évaluer plus précisément sa masse et bien sûr de caractériser avec le plus de détails possibles sa composition. Pour cette tâche, Hubble a peut-être atteint ses limites (quoiqu’il devrait encore bien pouvoir les aider), mais les chercheurs ont un sacré atout dans leur manche, un nouveau télescope spatial ultra-sophisqué, plus puissant, plus grand et d’une sensibilité très fine dans l’infrarouge, le James-Webb. Earendel est d’ores et déjà inscrite comme une cible prioritaire de ses observations à venir. Rappelons qu’après l’alignement réussi et parfait de ses miroirs, son refroidissement progressif nécessaire à son bon fonctionnement, le JWST va bientôt, très bientôt ouvrir l’œil sur l’Univers et sa multitude de mondes et ses mystères.