En cherchant des étoiles intéressantes dans les données du Sloan Digital Sky Survey pour un cours de licence, dix étudiants de l'université de Chicago ont mis la main sur un objet hors du commun : une géante rouge née quelques milliards d'années à peine après le Big Bang, venue d'une galaxie voisine, et dont la composition chimique pulvérise tous les records.
Publiés dans Nature Astronomy, les résultats confirment que SDSSJ0715-7334 affiche la métallicité la plus basse jamais mesurée dans l'Univers. En astronomie, la métallicité désigne la proportion d'éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium dans une étoile. Plus elle est faible, plus l'astre est ancien, car ces éléments ne se forgent que dans les explosions de supernovae. Avec seulement 0,005 % des métaux présents dans notre Soleil, SDSSJ0715-7334 bat le précédent record par un facteur supérieur à deux.
L'étoile a vraisemblablement pris naissance dans le Grand Nuage de Magellan avant de migrer vers la Voie lactée, où elle gravite encore aujourd'hui à quelque 80 000 années-lumière de la Terre.
Comment dix étudiants de licence ont trouvé l'étoile la plus ancienne connue
Le cours s'appelait « Field Course in Astrophysics ». Alex Ji, professeur à l'université de Chicago et chercheur associé au projet SDSS-V, avait intégré le catalogue du Sloan Digital Sky Survey dans son programme.
Les étudiants ont passé plusieurs semaines à éplucher des millions de spectres stellaires réels, puis ont dressé une liste de 77 candidates à observer sur le terrain. Les vacances de printemps, ils les ont passées à l'observatoire de Las Campanas, au Chili, derrière l'instrument MIKE du télescope Magellan.
Le 21 mars 2025, lors de leur première nuit d'observation, la deuxième étoile pointée, SDSSJ0715-7334, a bouleversé le programme du cours.
Dix minutes étaient prévues par cible. La nuit suivante, les étudiants y ont consacré trois heures. Natalie Orrantia, l'une d'elles, que vous voyez à droite sur la photo ci-dessus, n'a pas quitté la caméra des yeux.
Pourquoi cette étoile remet en question ce que le James Webb pensait savoir sur les premières galaxies
Sa composition chimique est la plus promitive de tout objet connu dans l'Univers, et son orbite indique qu'elle provient du halo du Grand Nuage de Magellan. Alex Ji l'a surnommée « l'immigrante ancienne ». Des milliards d'années plus tard, elle a dérivé jusqu'à la Voie lactée.
Les mesures apportent des preuves que le refroidissement par poussière a permis aux premières étoiles de faible masse de se former, un processus postulé par les modèles théoriques, dont aucune observation n'avait fourni de cas aussi extrême.
Le profil en éléments lourds correspond à une supernova primordiale d'environ 30 masses solaires, ce qui précise encore la compréhension des toutes premières générations stellaires.
Avec une métallicité dix fois inférieure à celle des galaxies à grand décalage spectral les plus extrêmes repérées par le célèbre télescope James Webb, SDSSJ0715-7334 dépasse en pureté chimique des objets qui, selon certains astronomes, étaient jusqu'ici potentiellement dépourvus de métaux.
Il faudrait cependant mener des observations bien plus profondes de ces galaxies pour prouver qu'elles sont véritablement dépourvues de métaux et non constituées d'étoiles de deuxième génération.
Les toutes premières étoiles de l'Univers étaient si massives qu'elles ont toutes disparu. SDSSJ0715-7334 appartient à la génération suivante, dont les membres de faible masse ont pu survivre et cette étoile en est, à ce jour, l'exemple le plus chimiquement intact jamais identifié.
Source : SDSS
