âge stellaire

Dans la famille stellaire de la galaxie du Phénix, il y a cinq vieux amas globulaires, et le sixième enfant a longtemps été considéré comme un enfant trouvé.

Les étoiles ressemblent à des toupies : elles naissent rapides et ralentissent avec le temps. Ce processus est comme un sablier : plus une étoile tourne lentement, plus elle est vieille. Les astronomes utilisent cette régularité pour déterminer l'âge des étoiles, mais pour cela, ils ont besoin de groupes de référence d'étoiles dont l'âge est connu.

Une étoile n'est pas qu'un soleil lointain. C'est un berceau pour les planètes, qui conserve dans sa lumière l'histoire de la naissance de tout le système. La composition chimique d'une étoile, c'est son ADN.

Un jeune amas d'étoiles ressemble à un orchestre avant le concert : chaque instrument s'accorde à sa manière, et le bourdonnement général semble chaotique. Mais si l'on tend l'oreille, on peut distinguer des notes individuelles.

Le disque galactique ressemble à une ondulation figée à la surface de l'eau : chaque perturbation laisse une trace que l'on peut lire des milliards d'années plus tard.

15 175 107 étoiles. Chacune a reçu son âge. Mais aucun chiffre n'est exempt d'une touche d'incertitude : l'âge d'une étoile n'est pas un clou enfoncé sur l'axe du temps, mais un nuage de probabilité, un brouillard cachant la valeur réelle.

L'âge d'une étoile est la clé de l'histoire de la Galaxie. Mais arracher cette clé à la nature n'est pas chose aisée : contrairement à un arbre, une étoile ne produit pas de cernes annuels. Pourtant, son atmosphère renferme un code chimique : le rapport des éléments, qui a lentement changé au fil des générations d'étoiles qui mouraient et naissaient.

Le modèle cosmologique standard ΛCDM, où la matière noire et l'énergie noire jouent les architectes en chef de l'Univers, prédit depuis des décennies les données astronomiques avec la précision d'un chronomètre suisse. Trois génies en ont posé les fondations.

Pendant des siècles, les astronomes ont scruté le ciel nocturne, guettant les moindres variations de luminosité des étoiles. Ces séries irrégulières — les courbes de lumière — sont comme des portées musicales : chaque étoile joue sa propre mélodie unique.

Dans 5 milliards d'années, le Soleil, à court de carburant, commencera à gonfler, se transformant en géante rouge. Comme un ballon qui se dégonfle, l'étoile relâchera son emprise gravitationnelle, et la Terre — grain de sable au bout d'un fil invisible — s'éloignera sur une orbite plus lointaine.

Une planète glisse devant le disque de son étoile — et devient un instant une lampe de poche. Elle masque une minuscule portion de la surface, révélant des détails qui, autrement, échappent au regard. C'est ainsi que des astronomes ont plongé au cœur des taches sombres de l'étoile V1298 Tauri, un jeune jumeau de notre Soleil.

Une personne sur une vieille photo se tient dans une foule tout en tournant sur elle-même — deviner son âge est presque impossible. C'est à peu près ainsi que les astronomes déterminent l'âge et la masse des étoiles lointaines, et ils se trompent souvent.

Les deux premiers milliards d'années après le Big Bang — une époque où l'Univers ressemblait à un chantier bouillonnant. La matière noire agglomérait le gaz en amas, qui s'embrasait en premières étoiles.

Les images de James Webb ont capté la lueur étonnamment vive des premières galaxies. Un grille-pain dore une tranche en une minute, tandis qu'un four cuit un pain en une heure — le résultat est le même. Dans l'espace, c'est pareil : les jeunes galaxies émettaient une lumière intense rapidement, comme un grille-pain, plutôt que de cuire des étoiles lentement, comme un four.

Les amas globulaires sont des « pelotes » denses de centaines de milliers d'étoiles qui orbitent autour du centre de la Voie lactée. Certains sont nés dans notre Galaxie, d'autres ont été capturés lorsque la Voie lactée a absorbé des galaxies naines satellites.

Un nuage lumineux dans un télescope ressemble à un lambeau de brume sur le point de se dissiper. Les nébuleuses planétaires sont des enveloppes de gaz éjectées par des étoiles mourantes.

Dans une immense salle obscure, quelqu'un d'invisible effleure les cordes. Le gaz cosmique — l'hydrogène raréfié qui remplissait l'univers jeune — ressemble à des cordes tendues qui peuvent vibrer sur une onde radio de 21 centimètres. C'est l'hydrogène qui murmure sa température.

Le destin d'une civilisation ne se joue pas seulement sur la chance ou les catastrophes. Des scientifiques ont modélisé mille ans d'histoire selon dix scénarios différents, en tenant compte de la consommation des ressources, de la gouvernance et des chocs aléatoires.

Dans l'amas ouvert Trumpler 5, où des centaines d'étoiles se déplacent ensemble, une étoile se comporte comme une adolescente au milieu de personnes âgées. Elle pulse — tantôt elle gonfle, tantôt elle se contracte, changeant d'éclat toutes les quelques heures.

Le ciel nocturne semble immobile, mais de nombreuses étoiles tremblent comme une peau de tambour après un coup. Le satellite TESS a observé les mêmes régions du ciel pendant sept années consécutives et a capté ce frémissement chez 19 151 géantes rouges — de vieilles étoiles gonflées.

Le Soleil n'est pas une ampoule parfaitement stable. Sa luminosité tremble légèrement : tantôt elle augmente, tantôt elle diminue. Pour le climat de la Terre, même les variations lentes, étalées sur des milliers ou des millions d'années, comptent. Ce sont elles qui ont pu laisser une trace dans les archives géologiques des 540 derniers millions d'années. L'astronome [scientist:A.

L'Univers a longtemps été considéré comme un cuisinier strict : on pensait que dans chaque recoin, les étoiles étaient mélangées selon une seule recette — pour chaque étoile géante, on trouvait à peu près le même nombre de naines, peu importe où elles étaient nées.

Les amas globulaires sont de denses archives stellaires où est consignée la jeunesse de la galaxie. Mais lire cette chronique était entravé par des chronomètres imprécis : les estimations d'âge variaient d'un milliard d'années.

La lumière de chaque étoile est son passeport, mais les mentions y sont écrites dans le langage des couleurs. Pour les vieilles géantes, ces documents sont presque indiscernables, et il était impossible d'en déchiffrer les détails à la main.

Dans l'amas stellaire NGC 2158, âgé de plus d'un milliard d'années, les astronomes ont compté la fréquence des étoiles vivant en couple. Le télescope Hubble a observé l'amas très longtemps pour détecter les étoiles les plus faibles, celles qui pèsent moins d'un tiers de la masse du Soleil.

Lorsqu'une tache brillante apparaît sur une étoile, les astronomes veulent savoir combien d'énergie a été libérée dans l'espace. Autrefois, ils imaginaient l'éruption comme un feu qui grandit : la surface des flammes augmente, mais la chaleur reste la même. C'était plus simple pour les calculs, mais la réalité s'est avérée différente.

Une galaxie, c'est comme une ville où l'on a cessé de construire de nouveaux immeubles. Les étoiles n'y naissent plus, et à voir les vieux bâtiments, on peut deviner quand le chantier battait son plein. Des astronomes ont observé 14 de ces « villes fantômes » aux confins de l'Univers visible — leur lumière a voyagé 11 à 12 milliards d'années jusqu'à nous.

Les nuages de gaz de la Voie lactée donnent naissance à des étoiles, et les plus lourdes d'entre elles sont de véritables géantes. On pensait autrefois qu'une telle étoile s'allumait presque instantanément, comme une ampoule. Mais une nouvelle étude montre que l'étoile grandit progressivement, comme une boule de neige qui dévale une pente. Plus elle roule, plus elle grossit.

La galaxie CEERS2-588 s'est allumée comme un feu de camp où l'on aurait jeté une brassée de bois d'un coup. 400 millions d'années après le Big Bang, elle avait déjà accumulé une masse d'un milliard de soleils et allumé de nombreuses étoiles.

Deux étoiles tournent l'une autour de l'autre, comme un couple de patineurs sur la glace. Toutes deux ressemblent au Soleil, mais l'une brille plus fort et s'est gonflée, tandis que l'autre est restée compacte.

Le télescope spatial Gaia a mesuré la vitesse de rotation de plus de cent mille étoiles. Il s'avère que cette vitesse dépend de la température de l'étoile. Pour les étoiles plus froides que 6500 degrés, la surface se déplace à une vitesse de 10 à 20 kilomètres par seconde.

Les roches lunaires ont rapporté une énigme : leur âge est de 4,35 milliards d'années, mais la Lune elle-même aurait dû apparaître 150 millions d'années plus tôt. Le temps manquant est caché dans le réchauffement par les marées.

Les astronomes utilisent les supernovae de type Ia — des explosions thermonucléaires de naines blanches — comme « chandelles standard » : leur luminosité maximale a longtemps été considérée comme identique dans tous les coins de l'Univers.