Les premières étoiles : des feux d'artifice aperçus par Webb express
Le télescope spatial James Webb a repéré des points de lumière brillants provenant d'une époque où seulement 100 à 300 millions d'années s'étaient écoulées depuis le Big Bang. D'abord pris pour de lointaines galaxies, ils pourraient en réalité être des feux d'artifice isolés — les explosions des toutes premières étoiles. En raison de l'expansion de l'univers, leur lumière est fortement étirée, mais Webb est capable de la capter.
Ces explosions sont appelées supernovae à instabilité de paire supernova. Au cœur d'une étoile géante, composée presque entièrement d'hydrogène et d'hélium, la lumière se transformait en particules et antiparticules, ce qui détruisait instantanément l'étoile. De tels événements sont extrêmement rares — un seul feu d'artifice de ce type pour un volume d'espace immense. Mais si Webb enregistre ne serait-ce qu'un seul éclair, ce sera la première observation directe de la naissance des étoiles dans l'univers.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2601.02469v2
The James Webb Space Telescope (JWST) has spectroscopically confirmed galaxies up to $$z\sim14$$, 300 Myr after the Big Bang, and several candidates have been discovered at $$z\sim15-25$$, with one candidate as high as $$z\sim30$$, only 100 Myr after the Big Bang. Such objects are unexpected, since theoretical studies have not predicted the existence of detectable galaxies at $$z\sim30$$. While any $$z\sim30$$ candidates may be contaminants at lower redshifts, we explore whether such extreme redshift sources could be consistent with hyper-energetic transient events linked to the formation of the first, metal-free, stars. Specifically, we consider pair-instability supernovae (PISNe), a predicted class of extreme thermonuclear explosions that leave no remnant behind. Using cosmological simulations, we investigate an overdense cosmic region, where star formation and subsequent PISNe occur at $$z\sim30-40$$, even within standard cosmology. Assessing the likelihood of such a region, the corresponding number of PISNe at $$z\gtrsim20$$, and their observed flux, we find that JWST has a non-negligible chance to detect a PISN event at extremely high redshifts. If a transient event were confirmed at $$z\sim30$$, this would provide a direct glimpse into the epoch of first star formation, dramatically extending the empirical reach of astronomy.
Les supernovae à instabilité de paire ne se produisent que pour les étoiles de 130 à 250 fois la masse du Soleil. Résultat : l'étoile se transforme entièrement en rayonnement, ne laissant ni étoile à neutrons ni trou noir.
Ces premiers feux d'artifice rappellent le « Moment de la Création » de la science-fiction : ils ont jailli, illuminé les ténèbres primordiales, puis disparu, ouvrant la voie aux futures galaxies et à la vie.