Earendel, l’étoile record de Hubble

Le télescope spatial Hubble, qui associe la NASA et l’Agence Spatiale Européenne (ESA), a battu en 2022 son propre record de 2018. Cette année-là, l’observatoire orbital avait saisi une étoile dite située (voire Note plus bas) à 9 milliards d’années-lumière et il s’agissait déjà du soleil le plus lointain jamais observé. Quatre ans plus tard, Hubble se surpasse avec Earendel qui ajoute 3,9 milliards d’années-lumière au record précédemment établi.
Note : Quand on parle d’années-lumière pour des objets aussi lointain, cela signifie que leur lumière a mis autant d’années pour nous atteindre en se propageant à la vitesse d’environ 300 000 km/s. Par abus de langage et souci de simplification, on écrit et dit souvent que ces objets sont à tant d’années-lumière de distance. Toutefois, du fait de l’expansion de l’univers, la distance réelle aujourd’hui est beaucoup plus grande, même si la lumière n’a parcouru en années que le chiffre ainsi indiqué.

Earendel, l’étoile du matin

Hubble ne dispose pas en théorie de la résolution permettant de distinguer des étoiles individuelles au sein de galaxies aussi éloignées. Les scientifiques qui proposent des observations avec le télescope spatial tirent donc profit du phénomène de lentille gravitationnelle : le champ gravitationnel d’une galaxie ou d’un amas de galaxies déforme l’espace qui se comporte alors comme une lentille grossissante pour les objets en arrière-plan.
Pour la découverte rendue publique le 30 mars 2022, la «loupe» gravitationnelle a été fournie par l’amas de galaxies WHL0137-08. L’examen des images issues de données acquises en 2016 et 2019 a permis d’y trouver (au sein d’une galaxie en arrière-plan déformée en un long croissant par la lentille gravitationnelle) une étoile individuelle dont la lumière a mis 12,9 milliards d’années afin de nous parvenir (par simplification, voir la Note plus haut, on dit parfois qu’elle est à 12,9 milliards d’années-lumière de nous, même si la distance réelle actuelle est bien plus grande).

Earendel est l’étoile située à la « distance » (voir Note) record de 12,9 milliards d’années-lumière. La «Ligne de grossissement» est celle causée par la lentille gravitationnelle. «Amas d’étoiles en miroir» résulte de la déformation de la lentille gravitationnelle.
Crédit : Cité de l’espace / NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI) / NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI)

L’âge de l’univers étant estimé à environ 13,8 milliards d’années, cette étoile existait lors du premier milliard d’années après le Big Bang. C’est pourquoi elle a été baptisée Earendel par l’équipe scientifique à l’origine de sa découverte et dirigée par l’astronome Brian Welch de la Johns Hopkins University à Baltimore aux États-Unis. Earendel signifie en effet étoile du matin (pour le matin de l’univers) en vieil anglais.

Une cible pour le Webb

Earendel a été trouvée en analysant des données saisies précédemment par le programme d’observation RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey) qui a fait appel à Hubble. L’équipe de Brian Welch estime que l’étoile est 50 fois plus massive que notre Soleil et des millions de fois plus brillantes. Il se pourrait qu’elle soit l’une des premières étoiles formées après le Big Bang qui sont pauvres en éléments métalliques. Pour confirmer ceci, il faudra néanmoins disposer d’un télescope plus puissant que Hubble, par exemple le James Webb Space Telescope (JWST) lancé fin 2021 et dont le déploiement se déroule avec succès. Le Webb a notamment été conçu, grâce à ses performances inédites dans l’infrarouge, avec à l’esprit l’observation des premières étoiles formées peu après le Big Bang.