Le coin du ciel sur lequel les astronomes ont cette fois pointé le télescope spatial James-Webb n’est pas plus grand qu’un grain de riz. Pourtant, ils y ont trouvé plusieurs dizaines de supernovae anciennes. De quoi promettre de belles découvertes.
Lorsqu’une étoile arrive en fin de vie, une partie de sa masse peut s’effondrer sur son cœur. Celui-ci finit par devenir tellement lourd qu’il ne peut plus résister à sa propre gravité. Il s’effondre, lui aussi. Et l’étoile explose en ce que les astronomes appellent une supernova. Des éléments de toutes sortes sont alors dispersés dans l’espace. Des éléments qui deviendront plus tard autant de nouvelles étoiles et de planètes.
Mais une telle explosion en supernova peut aussi survenir dans un système binaire. Lorsqu’une étoile naine aspire la matière de sa compagne. Elle devient de plus en plus dense. Des réactions de fusion nucléaire démarrent et se propagent si efficacement que l’étoile finit en supernova.
Des supernovae par dizaines dans l’Univers primitif
Ce sont quelques-uns de ces phénomènes extrêmes que le télescope spatial James-Webb (JWST) vient de révéler. Des supernovae dans l’Univers primitif. Parmi les plus éloignées que les astronomes connaissent. Et surtout, dix fois plus nombreuses que ce à quoi les chercheurs s’attendaient.
À l’occasion de la 244e réunion de l’AAS, l’American Astronomical Society, des astronomes de l’université de l’Arizona (États-Unis) ont expliqué comment ils ont analysé les données d’imagerie obtenues dans le cadre du programme JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (Jades). Ils ont comparé plusieurs images prises à un an d’intervalle en quête d’objets dont la luminosité aurait varié. Et ils en ont trouvé environ 80 dans une zone du ciel de la taille d’un grain de riz tenu à bout de bras.
Parmi les supernovae les plus anciennes connues
Rappelons qu’avant le lancement du télescope spatial James-Webb, seule une poignée de supernovae avait été découverte à un âge de notre Univers qui pourrait correspondre à celui de « jeune adulte ». Ce que les astronomes appellent, un redshift de l’ordre de 2. Lorsque l’Univers n’avait que 3,3 milliards d’années. Grâce au JWST, ils peuvent désormais accéder à des supernovae dans l’« adolescence » voire de la « pré-adolescence » de l’Univers. Lorsque ce dernier n’avait pas plus de 2 milliards d’années. La plus ancienne de toutes affiche ainsi un redshift de 3,6. Elle est issue d’une étoile massive qui a explosé alors que notre Univers n’avait pas plus de 1,8 milliard d’années !
Mais dans leur nasse, les chercheurs ont aussi ramené quelques supernovae dites de type Ia. Des supernovae qui les intéressent tout particulièrement parce que leur luminosité est tellement prévisible que les astronomes s’en servent pour mesurer les distances dans le cosmos. Pour évaluer aussi à quelle vitesse notre Univers s’étend.
Des théories validées et d’autres à bousculer ?
Grâce au télescope spatial James-Webb, les chercheurs ont identifié au moins une supernova de type Ia avec un redshift de 2,9. Comprenez que l’explosion de la naine blanche qui se cache derrière est survenue alors que notre Univers n’avait que 2,3 milliards d’années. Et les premières analyses semblent confirmer qu’elle présente bien la même luminosité intrinsèque que celles plus proches que les astronomes connaissaient déjà. De quoi, en attendant encore d’autres validations, confirmer que les mesures de distance et de taux d’expansion n’ont pas à être révisées.
Ce que les chercheurs espèrent aussi, en étudiant toutes ces supernovae anciennes, c’est de pouvoir mieux comprendre les mécanismes de formation et de fin de vie des étoiles. « Le télescope spatial James-Webb est tellement sensible que presque partout où il regarde, il trouve des supernovae. C’est une nouvelle fenêtre qui s’ouvre sur notre Univers. Et à chaque fois que nous avons fait ça par le passé, nous avons découvert des choses extrêmement excitantes, des choses auxquelles nous ne nous attendions pas », concluent les astronomes dans un communiqué de la Nasa.
