Une supernova des débuts de l'univers express
Un amas de galaxies massif agit comme une lentille géante. Sa gravité courbe le tissu de l'espace, et la lumière d'objets lointains, en contournant cette déformation, est amplifiée et dédoublée. C'est un tel amplificateur naturel qui a permis au télescope James Webb de repérer une faible lueur de supernova dans une galaxie minuscule, aux confins du monde visible.
La supernova SN Eos a explosé alors que l'univers n'avait qu'un milliard d'années. Sa lumière a voyagé pendant 13 milliards d'années pour nous parvenir, et en chemin, la courbure de l'espace-temps de l'amas l'a déviée, créant des images multiples. Le spectre de l'explosion — la lumière décomposée — a montré que l'étoile progénitrice ne contenait presque pas d'éléments plus lourds que l'hélium. Les astronomes appellent ces éléments des « métaux » (il ne s'agit pas de fer ou de cuivre, mais de tout ce qui est plus lourd que l'hélium). C'est la première preuve directe que des étoiles massives sont nées dans un univers jeune et pauvre en métaux.
Chaque découverte de ce type est une lentille supplémentaire à travers laquelle nous voyons plus clairement l'époque primitive. Elle permet de calculer à quelle fréquence les premières étoiles se sont allumées et à quelle vitesse les galaxies ont grandi.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2601.04156v2
Observing supernovae (SNe) in the early Universe (z > 3) provides a window into how both galaxies and individual stars have evolved over cosmic time, yet a detailed study of high-redshift stars and SNe has remained difficult due to their extreme distances and cosmological redshifting. To overcome the former, searches for gravitationally lensed sources allow for the discovery of magnified SNe that appear as multiple images - further providing the opportunity for efficient follow-up. Here we present the discovery of "SN Eos": a strongly lensed, multiply-imaged, SN II at a spectroscopic redshift of z = 5.133 +/- 0.001. SN Eos exploded in a Lyman-{\alpha} emitting galaxy when the Universe was only ~1 billion years old, shortly after it reionized and became transparent to ultraviolet radiation. A year prior to our discovery in JWST data, archival HST imaging of SN Eos reveals rest-frame far ultraviolet (~1,300{\AA}) emission, indicative of shock breakout or interaction with circumstellar material in the first few (rest-frame) days after explosion. The JWST spectroscopy of SN Eos, now the farthest spectroscopically confirmed SN ever discovered, shows that SN Eos's progenitor star likely formed in a metal-poor environment (<= 0.1 Z_{\odot}), providing the first direct evidence of massive star formation in the metal-poor, early Universe. SN Eos would not have been detectable without the extreme lensing magnification of the system, highlighting the potential of such discoveries to eventually place constraints on the faint end of the cosmic star-formation rate density in the very early Universe.
Au moment de l'explosion de SN Eos, ni la Terre ni le Soleil n'existaient. Ils ne sont apparus que 8 milliards d'années plus tard.