Jusqu'ici, les astrophysiciens pensaient que
toutes les étoiles composant un amas globulaire avaient la même
composition chimique, car elles s'étaient formées ensemble, durant
un temps très court. Ils se trompaient.
Une équipe de scientifiques de l’Institut
UTINAM (Observatoire des
sciences de l’univers THETA de Franche-Comté Bourgogne, CNRS,
Université de Franche-Comté), participant au programme
APOGEE, dans le
but d'étudier l'évolution de notre Voie Lactée, ont scruté quelque
150.000 étoiles dans l'infrarouge au moyen du télescope de 2,5
mètres de l’Observatoire Apache Point au Nouveau Mexique au sein de
la collaboration internationale SDSS4,
Sloan Digital Sky Survey -
IV. Le relevé a permis d'obtenir des mesures d'abondances concernant
15 éléments chimiques différents avec une précision inégalée.
En outre, les spectres obtenus indiquent la température effective,
la gravité, la métallicité et la vitesse radiale de chaque étoile.
Tous renseignements qui permettent de déduire le stade évolutif,
ainsi que la distance et l'âge de chaque astre stellaire.
Les astronomes ont été tout particulièrement intrigués par
2M16011638-1201525 : "Quand nous observons le spectre de cette
étoile, on voit des raies très fortes correspondant aux éléments
chimiques comme le carbone, l’aluminium, le magnésium et l’azote. De
telles abondances n’ont été observées que dans des étoiles nées dans
des amas extrêmement denses, les amas globulaires et à une époque
très ancienne, dans le halo de la galaxie", annonce José
Fernández Trincado, de l’Institut UTINAM.
Et cette composition chimique est très particulière, car elle
correspond à celle des étoiles composant un amas globulaire de
formation précoce, une sorte de "fossile" qui se différentie de
l'environnement de 2M16011638-1201525.
Les chercheurs considèrent que cet astre aurait pu s'échapper d'un
tel amas, ou qu'elle serait un vestige d'un ancien amas aujourd'hui
disloqué. Une hypothèse corroborée par des abondances inhomogènes
observées depuis quelques années, en particulier une
anti-corrélation Mg/Al. Il se pourrait aussi que les amas, ou
certains d'entre eux, aient eu plusieurs épisodes de formation
d'étoiles, la deuxième génération étant "polluée" par la première.
Ces étoiles témoin d'une formation précoce d’amas globulaires
permettent de mieux comprendre une étape importante de l’histoire de
notre galaxie : "2M16011638-1201525 est comme un laboratoire pour
découvrir des raies spectrales d’éléments lourds", explique Sten
Hasselquist, étudiant à l’Université du Nouveau Mexique aux
Etats-Unis, qui a découvert des traces de néodyme dans cette étoile,
à l’aide d’un spectrographe installé à l’Observatoire Européen
Austral. Le néodyme est un élément lourd, de la famille des
lanthanides, formé par capture de neutrons dans le cœur de l’étoile.
Une découverte qui permettra aux astronomes de mieux comprendre le
processus de formation des étoiles, et qui pourrait aussi fournir
des informations précieuses sur la physique atomique.
Jean Etienne
Sources principales :
Identification of Neodymium in the APOGEE H-band spectra
(The Astrophysical Journal, 8 décembre 2016).
Discovery of a Metal-Poor Field Giant with a Globular Cluster
Second-Generation Abundance Pattern (The Astrophysical
Journal, Volume 833, numéro 2, 13 décembre 2016).
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