Une vue d’artiste des explosions des premières étoiles massives de la Voie lactée en supernovae. L’étoile J0815 + 4729, étudiée par les chercheurs de l’Institut d’astrophysique des Canaries (Espagne) s’est formée à partir des matériaux ainsi éjectés. Et son atmosphère apparait étonnamment riche en oxygène. © Gabriel Perez, SMM, Institut d’astrophysique des Canaries

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Une quantité étonnante d'oxygène dans une étoile ancienne

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L'oxygène est le troisième élément le plus abondant de notre univers. Après l'hydrogène et l'hélium. Mais l'histoire de sa synthèse reste encore mystérieuse. C'est pourquoi sa présence en quantité dans l'atmosphère d'une étoile ancienne a attiré l'attention des astronomes.

J0815 + 4729, c'est le nom que les astronomes donnent à l'une des étoiles les plus anciennes de la Voie lactée. Elle a été découverte en 2018, dans le halo de notre Galaxie. À environ 5.200 années-lumière du Soleil. Et des chercheurs, de l'Institut d'astrophysique des Canaries (Espagne) notamment, l'ont récemment étudiée dans le but de déterminer la composition chimique de son atmosphère. Résultat : ils y ont trouvé une étonnamment grande quantité d'oxygène !

« La composition primitive de J0815 + 4729 indique qu'elle s'est formée au cours des premières centaines de millions d'années après le Big Bang », explique Jonay Gonzalez Hernandez, astronome, dans un communiqué de l’Institut d’astrophysique des Canaries« Peut-être à partir du matériau expulsé par les premières supernovae de la Voie lactée. » Elle offre aux astronomes une opportunité d'étudier la formation des éléments au début de l'histoire de l'Univers.

L’oxygène est à la base de la respiration. C’est un élément constitutif des glucides et il apparaît aussi dans la croûte terrestre. Cependant, il n’existait pas dans les premiers instants de l’Univers. Des réactions de fusion nucléaire au cœur d’étoiles massives – de plus de 10 fois la masse du Soleil – ont été nécessaires pour le synthétiser. © Yevheniia, Adobe Stock

Une composition chimique qui interroge

Dans l'atmosphère de l'étoile, 10 % du carbone, 8 % de l'azote et 3 % de l'oxygène que l'on peut trouver dans celle du Soleil, une étoile plus récente. Le calcium et le fer, en revanche, ne sont présents qu'à un millionième de leur concentration dans notre étoile. Une composition qui intrigue les chercheurs, car aucune des quelques étoiles semblables connues dans le halo de la Voie lactée ne présente autant de carbone, d'azote et d'oxygène par rapport à sa teneur en fer.

« Lorsque nous avons commencé à étudier les étoiles du halo de la Voie lactée, il y a 30 ans, nous avions déjà imaginé que l'oxygène avait été énormément produit dans les premières générations de supernovae, mais nous n'avions pas pensé tomber un jour sur un cas aussi extrême », commente Rafael Rebolo, directeur de l'Institut d'astrophysique des Canaries. Les astronomes sont désormais impatients de pouvoir étudier encore plus d'étoiles de type J0815 + 4729 afin de préciser la portée de leur découverte.

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