Des astrophysiciens de Nice participent à une découverte clé pour comprendre la formation des étoiles dans l'Univers

L'amas stellaire C-19 a été localisé en périphérie de notre Voie Lactée. Sa formation remonterait à 13 milliards d'années. Deux astrophysiciens de Nice ont participé à cette découverte qui ouvre une fenêtre directe sur les premiers âges de l'Univers.

A première vue, ce ne sont que des étoiles parmi des millions d'étoiles. Mais l'amas stellaire qui vient d'être baptisé C-19 est d'un point de vue scientifique absolument exceptionnel.

La prestigieuse revue Nature vient d'ailleurs de consacrer un article à sa découverte.

C-19, un "fossile" de l'univers

Exceptionnel, parce que si ce groupe d'étoiles est relativement proche de nous en distance, "à peine 60.000 années-lumière de la Terre, il nous ramène à des temps très éloignés, plus de 13 milliards d'années en arrière", constate Vanessa Hill, astrophysicienne à l'Université Côte d'Azur.

Exceptionnel ensuite, parce que la plupart des scientifiques pensaient que des groupes d'étoiles aussi primitifs ne pouvaient plus exister aujourd'hui.

Exceptionnel enfin parce qu'il va permettre aux chercheurs d'en apprendre beaucoup sur la formation des premières étoiles de l'Univers.

D'où vient cet amas d'étoiles primordial ?

Localisé à la périphérie de la Voie Lactée, C-19 provient pourtant d'une autre galaxie beaucoup plus ancienne.

Comment est-ce possible ? "Lorsque la Voie Lactée, qui est une galaxie de masse importante, croise des systèmes stellaires plus petits, il peut arriver qu'elle les avale, les intègre, par effet gravitationnel. C'est ce qui s'est passé avec C-19", nous explique Vanessa Hill.

C'est la raison pour laquelle ces étoiles se sont pour ainsi dire retrouvées à portée de main des chercheurs, ou en tout cas à portée de vue.

Des informations en provenance de la sonde Gaia

Comment l'âge de C-19 a-t-il pu être déterminé ?

Au départ, une équipe de chercheurs de Strasbourg travaillant sur la formation des étoiles a exploré les données en provenance de Gaia.

La sonde lancée par l'Agence spatiale européenne en 2013 a permis d'établir une carte d'une précision sans précédent de l'emplacement et du mouvement des étoiles. Avec l'aide d'un algorithme inédit, les chercheurs ont identifié des groupes d'étoiles, rares, se déplaçant de concert, à une vitesse particulière.

Parmi eux, C-19.

La "métallicité" des étoiles nous indique leur âge

C'est à ce stade qu'interviennent les scientifiques de l'Observatoire de la Côte d'Azur.

Vanessa Hill, directrice de recherche CNRS, et son collègue Georges Kordopatis, astronome adjoint à l’Observatoire de la Côte d’Azur, participent au projet Pristine. Depuis 2015, ils établissent eux aussi une carte du ciel basée, celle-ci, sur la composition chimique des étoiles.

Les étoiles primitives sont extrêmement pauvres en éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium, comme le carbone, l'oxygène, le fer.

explique Vanessa Hill

C'est au cours du processus de formation des générations successives que les étoiles se chargent en éléments lourds. Les plus anciennes sont les moins polluées.

Avec le télescope Canada-France-Hawaï, équipé d'un filtre mesurant la "métallicité" des étoiles, ces scientifiques ont observé C-19. L'amas stellaire C-19 présente une métallicité 2500 fois moindre que le Soleil, né il y a 4,6 milliards d'années ! Et 10 fois moindre que l’amas le plus primitif qu’on connaissait jusque-là. C'est dire s'il est exceptionnel !

A quoi va servir cette découverte ?

Il n'y a pas que C-19. En se basant sur les données de Gaia et la carte de la métallicité des étoiles, l'équipe de scientifiques internationaux dont font partie les astrophysiciens niçois étudient d'autres systèmes stellaires, "eux aussi intéressants, et surprenants". Et les comparent entre eux.

"Nous cherchons à faire un recensement complet des populations d'étoiles les plus anciennes, et à les rattacher à l'endroit d'où elles viennent".

Concernant la formation de l'Univers, une réponse apportée ouvre mille nouvelles questions.