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Découverte des étoiles les moins "métalliques" de la Voie lactée

5 January 2022

Une équipe internationale comprenant des chercheurs de l’Observatoire de Paris - PSL, a découvert les étoiles les moins "métalliques" de la Voie lactée. Ces travaux ont été publiés le 5 janvier 2022 dans la revue Nature.

Le Soleil est composé à 98,5% de deux éléments atomiques légers, l’hydrogène et l’hélium, et à 1,5 % d’autres éléments plus lourds tels que du carbone, de l’oxygène, du fer… Cette part d’atomes lourds, appelée "métallicité" de l’étoile, varie d’une étoile à une autre.

Une équipe internationale dirigée par un chercheur du CNRS à l’Observatoire astronomique de Strasbourg (CNRS/Université de Strasbourg), impliquant des chercheurs du Laboratoire Galaxies, étoiles, physique, instrumentation (Observatoire de Paris – PSL/CNRS) et du Laboratoire J-L Lagrange (CNRS/Observatoire de la Côte d’Azur), vient de démontrer que notre galaxie abrite un groupe d’étoiles à la métallicité extrêmement faible : celles-ci présentent des taux en éléments lourds 2 500 fois plus faibles que ceux trouvés dans le Soleil, bien inférieurs à ceux de tout autre astre connu dans l’Univers.

Ces étoiles appartiennent toutes à une structure stellaire nommée C-19.

Distribution des groupes très denses d'étoiles, appelées amas globulaires, de la Voie Lactée superposée sur la carte de la Voie Lactée construite à partir des données de la sonde Gaia. Chaque point est un regroupement de quelques milliers à plusieurs millions d'étoiles, comme sur l'image en insert de l'amas Messier 10. La couleur des points représente leur métallicité, c'est-à-dire leur quantité d'éléments lourds par rapport au Soleil. Les étoiles de C-19 sont indiquées par les symboles bleu clair.
Distribution of very dense groups of stars, called globular clusters, in the Milky Way superimposed on the map of the Milky Way built from Gaia data. Each point is a grouping of a few thousand to several million stars, as in the insert image of the Messier 10 cluster. The color of the dots represents their metallicity, i.e. their amount of heavy elements relative to the Sun. The C-19 stars are indicated by the light blue symbols.
© N. Martin/Observatoire astronomique de Strasbourg/CNRS ; Canada-France-Hawaii Telescope / Coelum; ESA/Gaia/DPAC

En plus de remettre en cause les connaissances et les modèles actuels qui n’envisagent pas que de telles étoiles existent, cette découverte ouvre une fenêtre directe et unique sur les premiers âges de la formation des étoiles et sur la mise en place des structures stellaires à cette époque très reculée.

Les éléments lourds étant produits par les générations successives d’étoiles massives, la très faible "métallicité" des étoiles de C-19 indique qu’elles se sont formées dans les premiers âges de l’univers.

Les résultats de ces recherches [1] sont publiés le 5 janvier 2022 dans la revue Nature.

Bibliographie

« A stellar stream remnant of a globular cluster below the metallicity floor », Nicolas F. Martin et al. Nature, le 5 janvier 2022.
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[1Ces travaux ont été menés dans le cadre du projet Pristine, avec la sonde Gaia de l’ESA, le télescope Canada-France-Hawaï (Hawaï), le télescope Gemini Nord (Hawaï) et le grand télescope des îles Canaries.