Des astronomes utilisant le télescope spatial James Webb pourraient avoir repéré le premier amas d'étoiles primordiales de Population III dans une galaxie appelée LAP1-B. Ces étoiles anciennes, formées à partir d'hydrogène et d'hélium purs, offrent des indices sur la chimie de l'univers primitif. La découverte, bien que prometteuse, nécessite une confirmation supplémentaire en raison de sa rareté.
Les étoiles de Population III représentent la première génération de l'univers, se formant à partir de gaz d'hydrogène et d'hélium pristin avant que les éléments plus lourds n'émergent des supernovas. Contrairement aux étoiles modernes de Population I, elles sont censées être plus grandes et plus chaudes. Une équipe dirigée par Eli Visbal à l'Université de Toledo dans l'Ohio a analysé les observations du Télescope spatial James Webb (JWST) de LAP1-B, une galaxie à redshift 6.6, visible telle qu'elle existait environ 800 millions d'années après le Big Bang.
La lumière de la galaxie a été magnifiée par effet de lentille gravitationnelle d'un amas plus proche, permettant sa détection. « Il devrait y en avoir des tonnes et des tonnes dans tout l'univers observable, mais nous ne pouvons regarder que sous le réverbère de cet amas qui magnifie la lumière », a déclaré Visbal. Les calculs de l'équipe ont prédit environ un tel amas de Population III à ce redshift, correspondant à leur découverte. La masse stellaire de LAP1-B, équivalente à quelques milliers de soleils, s'aligne avec les simulations de formation d'amas stellaires précoces.
« C'est le meilleur candidat que nous ayons jusqu'à présent », a noté Visbal. La plupart des étoiles de Population III sont considérées comme ayant existé entre 100 et 400 millions d'années après le Big Bang, rendant cette détection tardive intrigante mais sceptique. « Cet objet coche beaucoup de cases, mais je suis un peu sceptique car c'est tard dans le jeu pour que ces étoiles soient encore là, et il pourrait y avoir des alternatives qui fassent le travail aussi », a déclaré Ralf Klessen à l'Université de Heidelberg en Allemagne.
Des poches de gaz pristin pourraient avoir persisté plus longtemps, a suggéré Visbal. Roberto Maiolino à l'Université de Cambridge a qualifié LAP1-B de « candidat extrêmement intéressant, mais il est encore loin d'avoir les signatures claires et non ambiguës que nous attendons pour une détection propre de Population III ». Des observations plus profondes et des simulations sont nécessaires.
Comprendre ces étoiles est essentiel pour retracer la formation d'éléments lourds. « Elles peuvent nous dire comment la chimie de l'univers a évolué du simple hydrogène et hélium à toute la chimie cool et la vie et tout ce que nous avons dans l'univers aujourd'hui », a expliqué Visbal. Les résultats paraissent dans The Astrophysical Journal Letters (DOI: 10.3847/2041-8213/ae122f).