Les astronomes ont détecté la supernova la plus lointaine jamais observée, provenant d’une étoile qui a explosé quelques instants seulement après que l’univers soit sorti de son obscurité initiale. Cette découverte, rendue possible grâce au télescope spatial James Webb (JWST), offre un aperçu sans précédent de la naissance et de la mort des premières étoiles de l’univers – des soleils massifs et primordiaux qui différaient considérablement de ceux trouvés aujourd’hui.
Le défi de l’étude des premières supernovae
Les supernovae, les explosions cataclysmiques d’étoiles mourantes, comptent parmi les événements les plus brillants du cosmos. Cependant, la lumière issue de ces événements survenus dans l’univers primitif met des milliards d’années pour atteindre la Terre, devenant de plus en plus faible sur des distances aussi immenses. La plupart des supernovae sont trop sombres pour être détectées à des distances aussi extrêmes, à l’exception des supernovae de type Ic, qui émettent des rayons gamma particulièrement brillants. Les supernovae de type II les plus courantes, résultant d’étoiles massives à court de carburant, sont généralement invisibles à ces profondeurs.
SN Eos : une percée gravitationnelle
Les chercheurs dirigés par David Coulter de l’Université Johns Hopkins ont surmonté cet obstacle en étudiant SN Eos, une supernova de type II qui a existé seulement un milliard d’années après le Big Bang. La clé de cette observation était la lentille gravitationnelle : la supernova est apparue derrière un massif amas de galaxies, dont la gravité a amplifié sa lumière d’un facteur dix, la rendant observable. Cette amplification naturelle a permis une analyse spectroscopique détaillée – la première confirmation de ce type pour une supernova à cette distance.
Implications pour la composition de l’univers primitif
Le spectre de SN Eos révèle que l’étoile qui a explosé contenait des quantités extrêmement faibles d’éléments lourds – moins de 10 % de ce que l’on trouve dans notre Soleil. Cela confirme les modèles théoriques suggérant que l’univers primitif était principalement composé d’hydrogène et d’hélium, car les éléments plus lourds n’avaient pas encore été forgés au cours de l’évolution stellaire.
“Cela nous indique immédiatement dans quel type de population stellaire [l’étoile] a explosé”, explique Or Graur de l’Université de Portsmouth, soulignant l’importance de cette preuve de composition.
L’époque de la réionisation et de la transparence cosmique
SN Eos a existé quelques centaines de millions d’années seulement après l’époque de la réionisation. Ce fut un moment charnière où la lumière des premières étoiles ionisa de l’hydrogène neutre, transformant un univers opaque en un univers transparent au rayonnement. Cela fait de SN Eos la supernova la plus éloignée que nous puissions espérer observer, ce qui représente une quasi-limite dans notre capacité à étudier directement le cosmos primitif.
Pourquoi c’est important
L’étude d’étoiles individuelles dans l’univers primitif est incroyablement rare. Généralement, les astronomes déduisent les propriétés des premières galaxies à partir de la lumière collective de nombreuses étoiles. SN Eos offre une opportunité unique d’examiner une seule étoile à ces distances, révélant que les étoiles de l’univers primitif étaient fondamentalement différentes de celles de notre cosmos local. Cette avancée nous permet d’affiner notre compréhension des populations stellaires, des taux de formation des étoiles et des conditions qui prévalaient peu après la naissance de l’univers.
Cette observation marque une nouvelle ère dans l’astronomie des supernovas. En approfondissant le passé de l’univers, nous pouvons reconstruire les conditions qui ont façonné les premières étoiles et, finalement, le cosmos que nous observons aujourd’hui.
