Hubble repère l’étoile unique la plus éloignée jamais vue, à une distance record de 28 milliards d’années-lumière

Gros plan de la région du ciel, de 1/250 de degré de diamètre, où la gravité d’un amas de galaxies au premier plan grossit l’étoile lointaine d’arrière-plan – surnommée Earendil – des milliers de fois. Crédit : NASA / ESA / Brian Welch (JHU) / Dan Coe (STScI) / Alyssa Pagan (STScI).

Avec une formation fortuite d’un amas massif de galaxies, les astronomes ont découvert une seule étoile dans la majeure partie de l’Univers observable. Il s’agit de la détection la plus éloignée d’une seule étoile jamais réalisée. L’étoile peut être jusqu’à 500 fois plus massive que le Soleil. La découverte a été publiée aujourd’hui dans la revue Nature.

En regardant le ciel nocturne, toutes les étoiles que vous voyez se trouvent dans notre propre galaxie, la Voie lactée. Même avec les télescopes les plus puissants, dans des circonstances normales, les étoiles individuelles ne peuvent être résolues que dans nos voisins galactiques les plus proches. En général, les galaxies lointaines sont considérées comme la lumière mélangée de milliards d’étoiles.

Mais avec le merveilleux phénomène naturel connu sous le nom de “lentille gravitationnelle”, les astronomes du Cosmic Dawn Center de l’Institut Niels Bohr et de DTU Space ont néanmoins pu détecter une distance où même la détection de galaxies entières est difficile.

Un télescope cosmique prédit par Einstein

Parmi les merveilles prédites par la théorie de la relativité d’Einstein figure la capacité de la masse à « courber » l’espace lui-même. Lorsque la lumière passe à proximité d’objets massifs, sa trajectoire suit l’espace courbe et change de direction. Si un objet massif se trouve entre nous et une source de lumière d’arrière-plan éloignée, l’objet peut dévier et focaliser la lumière vers nous comme une lentille, grossissant l’intensité.

Des galaxies agrandies plusieurs fois sont régulièrement découvertes par cette méthode. Mais dans une étonnante coïncidence cosmique, les galaxies d’un amas nommé WHL0137-08 se sont alignées de manière à focaliser la lumière d’une seule étoile vers nous, grossissant sa lumière des milliers de fois.

Une combinaison de cette lentille gravitationnelle et de neuf heures de temps d’exposition avec le télescope spatial Hubble a permis à une équipe internationale d’astronomes de détecter l’étoile.

Hubble repère l'étoile unique la plus éloignée jamais vue, à une distance record de 28 milliards d'années-lumière

Gros plan sur la minuscule région où Earendel est tombé juste au-dessus de la ligne étroite où le grossissement augmente de (dizaines de) milliers de fois. Un groupe de nombreuses étoiles est vu légèrement décalé par rapport à la ligne, ce qui entraîne un grossissement beaucoup plus faible mais est plutôt reflété par la gravité. Crédit : NASA / ESA / Brian Welch (JHU) / Dan Coe (STScI) / Peter Laursen (DAWN).

Earendel – l’étoile du matin

Les astronomes ont surnommé l’étoile Earendel, du vieil anglais signifiant “étoile du matin” ou “lumière montante”. Ils calculent que l’étoile est au moins 50 fois plus massive que notre Soleil, peut-être jusqu’à 500, et des millions de fois plus brillante.

En plus d’être une réalisation étonnante en soi, l’observation d’Earendel offre une possibilité unique d’enquêter sur l’Univers primordial :

“Lorsque nous scrutons le cosmos, nous regardons également en arrière dans le temps, de sorte que ces observations à très haute résolution nous permettent de comprendre les éléments constitutifs de certaines des toutes premières galaxies”, explique Victoria Strait, postdoctorante au Cosmic Dawn Center de Copenhague. , et un collaborateur et co-auteur de l’étude. Elle précise :

“Lorsque la lumière que nous voyons d’Earendel a été émise, l’Univers avait moins d’un milliard d’années ; seulement 6 % de son âge actuel. À cette époque, il était à 4 milliards d’années-lumière de la proto-Voie lactée, mais pendant la presque 13 milliards d’années qu’il a fallu à la lumière pour nous atteindre, l’Univers s’est agrandi de sorte qu’il se trouve maintenant à une distance stupéfiante de 28 milliards d’années-lumière.”

Le record précédent est une étoile vue lorsque l’Univers avait environ un tiers de son âge actuel, époque à laquelle la majeure partie de sa structure s’était déjà formée et avait évolué. Donc Earendel est en effet un disque révolutionnaire.

Hubble repère l'étoile unique la plus éloignée jamais vue, à une distance record de 28 milliards d'années-lumière

Un amas de galaxies massif focalise et amplifie la lumière d’une galaxie d’arrière-plan Crédit : L. Hustak, STScI

Une cible pour le télescope spatial James Webb

Pour mesurer la luminosité d’Earendel, les astronomes ont construit un modèle physique de la lentille gravitationnelle. La nature exacte de la source lumineuse dépend de leur modèle, mais lorsque les astronomes sont si certains que le petit point est en fait une seule étoile, c’est en partie parce que de nombreux modèles différents donnent tous à peu près la même réponse.

Néanmoins, Earendel pourrait en principe être plus d’une étoile, situées très près les unes des autres. Pour vérifier si tel est le cas, l’équipe a demandé – et a obtenu – du temps d’observation avec le télescope spatial James Webb récemment lancé.

“Avec James Webb, nous pourrons confirmer qu’Earendel n’est bien qu’une étoile, et en même temps quantifier de quel type d’étoile il s’agit”, déclare Sune Toft, responsable du Cosmic Dawn Center et professeur à l’Institut Niels Bohr. ., qui a également participé à l’étude. “Webb nous permettra même de mesurer sa composition chimique. Potentiellement, Earendel pourrait être le premier exemple connu de la première génération d’étoiles de l’Univers.”


L’image d’une étoile prise par un télescope spatial est photobombée par des galaxies


Plus d’information:
Brian Welch, Une étoile très grossie à redshift 6.2, Nature (2022). DOI : 10.1038 / s41586-022-04449-y. www.nature.com/articles/s41586-022-04449-y

Fourni par l’Université de Copenhague

Citation: Hubble repère l’étoile unique la plus éloignée jamais vue, à une distance record de 28 milliards d’années-lumière (2022, 30 mars) récupéré le 30 mars 2022 sur https://phys.org/news/2022-03-hubble-distant-star-distance -billion.html

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