Formation des étoiles : nouvelle théorie après la découverte d'un amas d'étoiles à la limite des lois physiques

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France - Comment les premières étoiles ont-elles été formées ? De nouveaux indices concrets ont été découverts par une équipe internationale de chercheurs, dont un directeur de recherche du CNRS. En observant l'une des galaxies les plus éloignées connue à ce jour, ils ont réussi à dénicher un nombre gigantesque d'étoiles en son cœur. Un chiffre si énorme qu'il approche, selon les scientifiques, les limites des lois physiques.

La galaxie observée par les scientifiques, J1148+5251, est l'une des galaxies actives les plus éloignées de la Terre, située à 12,8 milliards d'années-lumière de notre planète. Les images captées reflètent donc son état il y a 12,8 milliards d'années, soit moins d'un milliard d'années après le Big Bang.

Pour cartographier une source à une telle distance, le télescope utilisé doit être en mesure de distinguer une pièce d'un euro à 18 kilomètres, ce qui est le cas de l'interféromètre du Plateau de Bure de l'Institut de radioastronomie millimétrique (Iram). Grâce à lui, les astronomes ont détecté dans ce quasar la raie émise par l'atome de carbone dans son état ionisé. C'est ainsi que les astronomes ont mis en évidence une immense activité de formation stellaire au cœur de cette galaxie, si élevée qu'elle frôle les limites des lois de la physique.
Des étoiles se forment lorsqu'un nuage interstellaire de gaz et de poussière s'effondre sous sa propre gravité, s'échauffant progressivement. Le rayonnement qui naît de ce processus disperse les nuages de gaz et de poussière et les empêche de s'effondrer à nouveau. Ainsi, le processus de formation d'étoiles se trouve arrêté. Il y a donc une limite au nombre d'étoiles naissantes par période et par région de formation stellaire.
"Cette limite est atteinte dans J1148+5251 !", explique Fabian Walter, chercheur à l'institut d'astronomie Max-Planck d'Heidelberg (Allemagne). "Dans notre Galaxie, des conditions aussi extrêmes, comparables à celles de J1148+5251, ne se trouvent que dans de petites régions, comme dans certaines parties de la nébuleuse d'Orion. Mais ce que nous avons observé correspond à la formation de trois soleils par jour, un taux de formation cent millions de fois celui d'Orion !" s'enthousiasmait-il dans un communiqué.
"Le résultat marque une étape décisive dans l'étude des premières galaxies formées dans l'Univers" ajoute Pierre Cox, directeur de l'Iram et membre de l'équipe internationale à l'origine de cette découverte. "Il n'a été possible que grâce aux récents développements apportés à l'interféromètre du Plateau de Bure. Il préfigure d'autres observations d'objets aux confins de l'Univers qui permettront de mieux comprendre comment les galaxies se sont formées, de décrire leurs conditions apparemment extrêmes de formation stellaire ainsi que la relation entre la formation des étoiles et celle du trou noir massif central".