Les astronomes ont découvert des étoiles se formant dans la galaxie naine Sextans A qui défient la compréhension conventionnelle de la formation des étoiles. Ces étoiles « cuisent » sans éléments essentiels comme le silicium, le carbone et le fer – les éléments constitutifs généralement nécessaires à la naissance des étoiles – soulevant des questions sur le fonctionnement de l’univers primitif et sur la manière dont la poussière cosmique est créée.
L’anomalie des sextans A
Sextans A, une petite galaxie proche de la Voie lactée, a une « métallicité » étonnamment faible, ce qui signifie qu’elle ne contient que 3 à 7 % des éléments les plus lourds trouvés dans notre Soleil. En effet, sa taille relativement petite l’empêche de retenir ces matériaux plus lourds, forgés dans les étoiles mourantes et propagés par les supernovas. Traditionnellement, les environnements à faible métallicité étaient considérés comme inhospitaliers à une production importante de poussière, une étape critique dans la formation des étoiles.
Cependant, les observations du télescope spatial James Webb (JWST) révèlent le contraire. Au lieu d’être exemptes de poussière, comme prévu, les étoiles de Sextans A créent activement des grains de poussière composés presque entièrement de fer, un phénomène jamais observé auparavant dans des environnements stellaires similaires.
“Chaque découverte de Sextans A nous rappelle que l’univers primitif était plus inventif que nous l’imaginions”, déclare Martha Boyer, auteur principal et astronome au Space Telescope Science Institute.
Chimie inattendue
L’instrument infrarouge moyen du JWST s’est concentré sur les étoiles de la branche géante asymptotique (AGB) du Sextans A, des étoiles en fin de vie. Dans les galaxies riches en métaux, ces étoiles produisent généralement de la poussière de silicate. Mais dans Sextans A, le manque de métaux les oblige à s’appuyer sur une « recette » totalement différente, en forgeant de la poussière de fer à la place.
En outre, l’équipe a également détecté des poches d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des molécules à base de carbone qui devraient prospérer dans les galaxies riches en métaux. Les modèles prédisaient leur absence dans un environnement pauvre en métaux comme le Sextans A. Pourtant, ils persistent dans de petits amas de gaz denses, ce qui suggère que les HAP peuvent survivre même dans les conditions cosmiques les plus difficiles s’ils sont protégés de l’environnement plus large.
Implications pour les études sur l’univers primitif
Ces découvertes sont importantes car elles remettent en question les modèles existants de formation d’étoiles et d’évolution chimique des galaxies. L’univers primitif était probablement rempli d’environnements comme les Sextans A – de petites galaxies pauvres en métaux où les étoiles se formaient dans des conditions extrêmes. Si les étoiles pouvaient créer de la poussière et entretenir des molécules complexes sans métaux abondants, notre compréhension de la formation précoce des étoiles doit être révisée.
Les résultats suggèrent que la poussière cosmique pourrait s’être formée par des mécanismes jusqu’alors inconnus, remettant potentiellement en question l’hypothèse de longue date selon laquelle les supernovas étaient la principale source de cette matière essentielle. Les astronomes continueront d’observer Sextans A avec JWST pour affiner leur compréhension, mais les résultats actuels indiquent que les premières cuisines de l’univers étaient bien plus ingénieuses qu’on ne l’imaginait auparavant.
