L'empreinte silicium des étoiles primordiales express
La galaxie NGC 1277 ressemble à un vieux livre que personne n'a ouvert depuis des milliards d'années. Elle s'est formée rapidement, à l'aube de l'Univers, et n'a presque pas changé depuis — pas de collision avec des voisines, pas de nouvelles couches ajoutées. Les astronomes appellent ces systèmes « reliques » : ils conservent la composition chimique des premières étoiles, comme l'ambre préserve les insectes préhistoriques.
Grâce à une spectroscopie infrarouge poussée, les scientifiques ont plongé dans les annales chimiques de cette galaxie. La surprise : les raies d'absorption du silicium étaient anormalement fortes. Le rapport silicium/fer dépasse de plusieurs dizaines de fois la valeur solaire, et surtout, le silicium est bien plus abondant que le magnésium. Les modèles actuels de populations stellaires et les explosions typiques de supernovae à effondrement de cœur ne peuvent pas produire un tel excès.
Ces supernovae, dites à instabilité de paire, ne pouvaient se produire que dans un milieu presque dépourvu d'éléments lourds — c'est-à-dire parmi la toute première génération d'étoiles. Dans les galaxies massives qui ont grandi lentement, ce signal a été depuis longtemps dilué par les générations suivantes. Mais NGC 1277 s'est formée rapidement puis s'est figée, conservant une signature chimique rare. Cette découverte ouvre une fenêtre sur l'époque où l'Univers apprenait à créer des atomes complexes, et nous donne un indice sur ce qu'étaient ses premiers géants stellaires.
Les supernovae à instabilité de paire ne laissent ni étoile à neutrons ni trou noir — l'étoile est totalement détruite, dispersant toute sa matière, y compris une énorme quantité de silicium.