La lumière d’un quasar laisse entrevoir l’une des premières étoiles de l’univers

Les astronomes examinant un quasar ont peut-être trouvé des restes de l’explosion de l’une des premières étoiles de l’univers, un monstre environ 300 fois plus massif que le soleil

Par Léa Grue

Nous avons peut-être trouvé des traces des toutes premières étoiles de l’univers. On s’attend à ce que ces objets étranges, appelés étoiles de la population III, aient explosé en supernovas massives qui ont entièrement détruit les étoiles, et les astronomes ont peut-être vu des restes de l’un de ces événements extraordinaires.

Yuzuru Yoshii de l’Université de Tokyo et ses collègues ont trouvé ces indices en examinant la lumière d’un quasar, un objet extrêmement brillant au centre d’une galaxie alimenté par la matière tombant dans un trou noir supermassif. Ce quasar particulier, appelé J1342 + 0928, est l’un des plus éloignés jamais repérés à près de 30 milliards d’années-lumière. Il s’est formé moins de 700 millions d’années après le big bang.

Le spectre de la lumière du quasar a révélé une énorme quantité de fer, plus de 20 fois plus que le soleil. Le quasar semble également avoir une très faible concentration de magnésium. Ces éléments sont importants car ils sont produits dans différents processus, de sorte que leurs abondances relatives peuvent être utilisées pour déterminer de quel type d’objet cosmique ils proviennent. Les abondances trouvées dans ce quasar ne pouvaient pas être expliquées par des modèles standards.

Les chercheurs ont découvert que la façon la plus raisonnable de produire autant de fer si peu de temps après le big bang était dans une supernova à instabilité de paires : un type spécial d’explosion qui ne se produit que dans des étoiles extraordinairement massives, dans lesquelles elles explosent complètement et ne laissent aucun noyau stellaire derrière elles. , contrairement à d’autres types de supernovae. Si une telle supernova explosait près du quasar J1342+0928, les débris tomberaient alors vers le centre de la galaxie, finissant par s’incorporer au quasar.

La quantité de magnésium produite dans une telle supernova est largement déterminée par la masse de l’étoile qui a explosé. “J’ai été ravi et quelque peu surpris de constater qu’une supernova à instabilité de paires d’une étoile avec une masse d’environ 300 fois celle du soleil fournit un rapport magnésium/fer qui correspond à la faible valeur que nous avons dérivée pour le quasar”, a déclaré Yoshii. dans un rapport.

C’est la signature la plus claire d’une supernova à instabilité de paires à ce jour, a-t-il déclaré. Parce que ces supernovas ne peuvent se produire que dans des étoiles plus de 130 fois plus massives que le soleil, cela peut également être une preuve de l’existence d’étoiles de la population III, qui auraient toutes été détruites il y a longtemps.

Ces étoiles sont cruciales pour notre compréhension de l’univers, car elles auraient été les premières à produire des éléments plus massifs que l’hélium. Ils sont également souvent considérés comme des graines potentielles pour les trous noirs supermassifs, qui sont si incroyablement énormes qu’il est difficile de trouver un moyen de les créer dans l’univers primitif sans étoiles colossales similaires.

Référence de la revue : Le Journal AstrophysiqueDOI : 10.3847/1538-4357/ac8163

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