Peut-on trouver les premières étoiles de l'univers ? On pense les avoir trouvées à 80 000 années-lumière de la Terre

Nous parlons tous ces jours-ci d’Artemis II, et ce n’est pas pour rien, car c’est la première fois que nous envoyons quatre astronautes visiter et photographier la face cachée de la Lune. Mais, heureusement pour la science, il y a beaucoup d’autres études en cours en ce moment.

Les premières étoiles étaient massives, chaudes et brillantes, et se sont formées à partir d’amas primordiaux d’hydrogène et d’hélium. Elles ont vécu intensément et sont mortes jeunes, mais pas sans avoir produit de nouveaux éléments dans leurs restes stellaires qui donneraient plus tard naissance à de nouvelles générations d’étoiles. Les scientifiques savent tout cela, mais il reste encore beaucoup de questions à résoudre sur ces anciennes étoiles.

L’étoile la plus ancienne jamais trouvée par l’homme

Un groupe d’astronomes a trouvé l’étoile la plus chimiquement pure à ce jour, ce qui pourrait en faire l’étoile la plus ancienne connue de l’univers. L’étoile pourrait s’être formée dans les premiers milliards d’années après le Big Bang, une relique céleste qui fait partie de la deuxième génération d’objets de l’univers.

La découverte, publiée dans Nature Astronomy, offre une vision exceptionnelle de l’évolution des anciennes étoiles et de la manière dont elles ont donné naissance aux étoiles plus petites et durables que l’on trouve couramment aujourd’hui.

«Ces étoiles prístines sont des fenêtres sur les aurores des étoiles et des galaxies dans l’univers», a affirmé Alexander Ji, professeur adjoint d’astronomie et d’astrophysique à l’Université de Chicago et auteur principal de la nouvelle étude, dans un communiqué.

Au début, l’univers était un bouillon chaud, trouble et dense de particules qui s’est refroidi et s’est étendu avec le temps. Les scientifiques pensent que les premières étoiles ont commencé à se former seulement quelques centaines de millions d’années après le Big Bang, il y a environ 13,7 milliards d’années.

La première génération d’étoiles s’est formée à partir d’hydrogène et d’hélium primordiaux. Cependant, dans leurs noyaux, les atomes fusionnaient pour former des éléments plus lourds. Lorsque ces premières étoiles ont épuisé leur carburant et ont explosé, une nouvelle génération s’est forgée à partir de leurs restes. À mesure que ce processus se répétait, chaque génération d’étoiles possédait plus d’éléments lourds.

«Tous les éléments lourds de l’univers, que les astronomes appellent des métaux, ont été produits par des processus stellaires : des réactions de fusion qui se déroulent à l’intérieur des étoiles jusqu’aux explosions de supernovae ou aux collisions entre des étoiles très denses», a expliqué Ji.

La première génération d’étoiles est faible et n’a pas encore été observée directement. Les astronomes qui espèrent recueillir des indices sur l’évolution précoce des étoiles recherchent celles qui sont pauvres en métaux, ce qui signifie qu’elles contiennent de faibles quantités d’éléments lourds comme le fer et le carbone.

L’équipe responsable de la récente découverte s’est donné pour mission de rechercher des étoiles anciennes, en examinant minutieusement les catalogues élaborés par le Sloan Digital Sky Survey à la recherche de lectures anormales. En avril 2025, l’équipe s’est rendue aux Télescopes Magellan, à l’Observatoire Las Campanas de Carnegie Science, au Chili, pour examiner de plus près une courte liste d’étoiles candidates.

Une étoile en particulier s’est distinguée par avoir moins de 0,005 % du contenu métallique du Soleil. « Plus nous l’observions, plus il semblait que c’était réel », a déclaré dans un communiqué Natalie Orrantia, étudiante en astronomie à l’Université de Chicago et coautrice de l’étude.

80 000 années-lumière de distance de la Terre

L’étoile, nommée SDSS J0715−7334, se trouve à environ 80 000 années-lumière de la Terre. Une analyse plus détaillée de la composition de l’étoile a confirmé qu’il s’agit du nouveau détenteur du record de pureté stellaire, ce qui en fait l’étoile chimiquement la plus pristine jamais observée.

En fait, SDSS J0715-7334 est deux fois plus pauvre en métaux que l’ancien détenteur du record (J1029+1729). Cette étoile exceptionnellement pristine a des quantités particulièrement faibles de fer et de carbone.

En utilisant des données de la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne, l’équipe responsable de la découverte a pu identifier l’étoile comme une « immigrante galactique ». Il est possible que l’étoile se soit formée dans une autre partie du cosmos et qu’elle ait ensuite été attirée vers la Voie lactée.

La découverte aide également les scientifiques à mieux comprendre comment les étoiles sont devenues plus petites au fil du temps, ce qui pourrait être dû à l’absence de poussière cosmique durant l’enfance de l’univers.