Une petite galaxie encerclant la Voie lactée est peut-être un fossile laissé par l'Univers primitif.
Les étoiles de la galaxie, connues sous le nom de Segue 1, sont pratiquement pures avec moins d'éléments lourds que celles de toute autre galaxie connue. Ces quelques étoiles (environ 1 000 par rapport aux 100 milliards de la Voie lactée) avec de si petites quantités d'éléments lourds impliquent que la galaxie naine pourrait avoir cessé d'évoluer il y a près de 13 milliards d'années.
Si cela est vrai, Segue 1 pourrait offrir une fenêtre sur le premier univers, révélant de nouvelles voies d'évolution parmi les galaxies du premier univers.
Seuls l'hydrogène, l'hélium et une petite trace de lithium ont émergé du Big Bang il y a près de 13,8 milliards d'années, laissant un univers jeune qui était pratiquement pur. Au fil du temps, le cycle de naissance et de mort des étoiles a produit et dispersé des éléments plus lourds (souvent appelés «métaux» dans les cercles astronomiques), plantant les graines nécessaires aux planètes rocheuses et à la vie intelligente.
Plus une étoile est vieille, moins elle était contaminée à la naissance et moins de métaux lacent la surface de l'étoile aujourd'hui. Ainsi, les éléments détectables dans le spectre d’une étoile fournissent une clé pour comprendre les générations d’étoiles qui ont précédé la naissance de l’étoile.
Le Soleil, par exemple, est riche en métaux, avec environ 1,4% de sa masse composée d'éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium. Il s'est formé il y a seulement 4,6 milliards d'années - les deux tiers du chemin du Big Bang à aujourd'hui - et est issu de plusieurs générations d'étoiles antérieures.
Mais trois étoiles visibles à Segue 1 ont une abondance en fer qui est environ 3 000 fois inférieure au fer du Soleil. Ou pour utiliser le jargon approprié, ces trois étoiles ont des métallités inférieures à [Fe / H] = -3,5.
Les chercheurs dirigés par Anna Frebel du Massachusetts Institute of Technology rapportent que Segue 1 «pourrait être une première galaxie survivante qui n'a connu qu'une seule explosion de formation d'étoiles» dans le Astrophysical Journal.
Non seulement les faibles abondances chimiques suggèrent que cette galaxie est composée d'étoiles extrêmement anciennes, mais elles fournissent des indices alléchants sur les types d'explosions de supernovae qui ont aidé à créer ces étoiles. Lorsque les étoiles de grande masse explosent, elles dispersent un mélange d'éléments; Mais lorsque les étoiles de faible masse explosent, elles dispersent presque exclusivement du fer.
Le manque de fer suggère que les étoiles de Segue 1 sont les produits d'étoiles de masse élevée, qui explosent beaucoup plus rapidement que les étoiles de masse faible. Il semble que Segue 1 ait subi une explosion rapide de formation d'étoiles peu de temps après la formation de la galaxie dans le premier univers.
De plus, six étoiles observées montrent certains des niveaux les plus bas d'éléments de capture de neutrons jamais trouvés, avec environ 16 000 éléments de moins que ceux vus dans le Soleil. Ces éléments sont créés dans les étoiles lorsqu'un noyau atomique saisit un neutron supplémentaire. Un niveau bas indique donc un manque de formation d'étoiles répétée.
Segue 1 a rapidement brûlé sa première génération d'étoiles. Mais après que la jeune galaxie ait produit une deuxième génération d'étoiles, elle a complètement arrêté la formation d'étoiles, restant une relique de l'univers primitif.
Les résultats ici suggèrent qu'il pourrait y avoir une plus grande diversité de voies d'évolution parmi les galaxies dans le premier univers que ce que l'on pensait auparavant.
Mais avant que nous puissions faire des déclarations de grande envergure, «nous devons vraiment trouver plus de ces systèmes», a déclaré Frebel dans un communiqué de presse. Alternativement, «si nous n'en trouvons jamais d'autre, cela nous indiquerait à quel point il est rare que les galaxies échouent dans leur évolution. Nous ne savons tout simplement pas à ce stade parce que c'est le premier du genre. "
L'article sera publié dans le Astrophysical Journal et peut être téléchargé ici.
