Étoile 1 lentillée par MACS J1149+2223

Étoile
MACS J1149+2223 Lensed Star 1
Description de l'image NASA-Icarus-MostDistantMainSequenceStar-20180402.jpg.
Données d'observation
(époque J2000.0)
Ascension droite 11h 49m 35,80s
Déclinaison +22° 23′ 55,0″
Constellation Lion

Localisation dans la constellation : Lion

(Voir situation dans la constellation : Lion)

L'étoile 1 lentillée par MACS J1149+2223 (en anglais MACS J1149+2223 Lensed Star 1, en abrégé LS1), surnommée Icare[1] (Icarus), est une étoile supergéante bleue, de type spectral B, située à 9 milliards d'années-lumière. Au moment de l'annonce de son observation début , il s'agit de l'étoile individuelle la plus lointaine jamais observée. L'étoile a été observée grâce à la lentille gravitationnelle formée par l'amas de galaxies MACS J1149+2223, qui a aussi lentillé la supernova surnommée Refsdal[2],[3].

Histoire modifier

En avril et mai 2018, l'étoile est découverte au cours d'une étude de la supernova SN Refsdal avec le télescope spatial Hubble. L'astronome Patrick Kelly de l'Université du Minnesota est l'auteur principal de la découverte, publiée dans la revue scientifique Nature Astronomy[3],[4].

Alors que les astronomes collectaient des images de la supernova depuis 2004, ils ont découvert une source ponctuelle qui était apparue sur les images depuis 2013, devenant de plus en plus lumineuse jusqu'en 2016. Ils ont déterminé que la source ponctuelle était une étoile solitaire agrandie plus de 2000 fois par lentille gravitationnelle[3],[5],[6],[7],[8],[9]. La lumière de l'étoile a été amplifiée non seulement par l'énorme masse totale de l'amas de galaxies MACS J1149+2223 — située à 5 milliards d'années-lumière — mais aussi de manière transitoire par un autre objet compact d'environ trois masses solaires à l'intérieur de l'amas de galaxies lui-même qui a traversé la ligne de mire; un effet connu sous le nom de microlentille gravitationnelle[2],[8],[9]. Le grossissement de l'amas de galaxies est probablement d'un facteur de 600, tandis que l'événement de microlentille, qui a culminé en mai 2016, a éclairci l'image d'un facteur d'environ 4[3]. Un deuxième pic près du maximum de la courbe de luminosité a été observé, ce qui peut indiquer que l'étoile était auparavant binaire[3]. L'autre corps peut avoir été une étoile ou un trou noir dans l'amas. La surveillance continue de l'étoile Icarus pourrait un jour exclure la possibilité que les trous noirs primordiaux constituent une fraction importante de la matière noire[9]. Normalement, les seuls objets astronomiques pouvant être détectés à cette distance seraient des galaxies entières, des quasars ou des supernovae, mais la lumière de l'étoile était amplifiée par l'effet de lentille. Les astronomes ont déterminé que la lumière provenait d'une étoile stable, et non d'une supernova, car sa température ne fluctuait pas. La température leur a également permis de cataloguer l'étoile comme une supergéante bleue[10]. Parce que la lumière visible est la queue ultraviolette décalée vers le rouge, l'étoile ne nous apparaît pas bleue mais rougeâtre ou rose.

La lumière observée depuis l'étoile a été émise lorsque l'univers avait environ 30 % de son âge actuel de 13,8 milliards d'années, soit autour de 4,5 milliards d'années. Kelly a suggéré que des découvertes similaires de microlentilles pourraient les aider à identifier les premières étoiles de l'univers[10].

Implications astronomiques modifier

La découverte montre que les astronomes peuvent étudier les étoiles les plus anciennes dans les galaxies lointaines de l'univers primitif, en combinant le fort effet de lentille gravitationnelle des amas de galaxies avec des évènements de microlentilles gravitationnelles causés par des objets compacts dans ces amas de galaxies[3],[10]. En utilisant ces événements, les astronomes peuvent étudier et tester certains modèles sur la matière noire dans les amas de galaxies et observer des événements de haute énergie (supernovae, étoiles variables) dans les jeunes galaxies[9],[10],[11].

Articles connexes modifier

Notes et références modifier

  1. « Découverte de l’étoile la plus lointaine à ce jour », sur unige.ch (consulté le ).
  2. a et b (en) « Hubble uses cosmic lens to discover most distant star ever observed », sur spacetelescope.org, .
  3. a b c d e et f (en) Patrick L. Kelly, Jose M. Diego, Steven Rodney, Nick Kaiser, Tom Broadhurst, Adi Zitrin, Tommaso Treu, Pablo G. Pérez-González, Takahiro Morishita, Mathilde Jauzac, Jonatan Selsing, Masamune Oguri, Laurent Pueyo, Timothy W. Ross, Alexei V. Filippenko, Nathan Smith, Jens Hjorth, S. Bradley Cenko, Xin Wang, D. Andrew Howell, Johan Richard, Brenda L. Frye, Saurabh W. Jha, Ryan J. Foley, Colin Norman, Marusa Bradac, Weikang Zheng, Gabriel Brammer, Alberto Molino Benito, Antonio Cava, Lise Christensen, Selma E. de Mink, Or Graur, Claudio Grillo, Ryota Kawamata, Jean-Paul Kneib, Thomas Matheson, Curtis McCully, Mario Nonino, Ismael Pérez-Fournon, Adam G. Riess, Piero Rosati, Kasper Borello Schmidt, Keren Sharon et Benjamin J. Weiner, « Extreme magnification of an individual star at redshift 1.5 by a galaxy-cluster lens », Nature Astronomy, vol. 2, no 4,‎ , p. 334–342 (ISSN 2397-3366, DOI 10.1038/s41550-018-0430-3, lire en ligne, consulté le ).
  4. (en) « Most distant star ever detected sits halfway across the universe », Reuters,‎ (lire en ligne, consulté le )
  5. Karl Hille, « Hubble Uncovers the Farthest Star Ever Seen », sur NASA, (consulté le )
  6. (en) Elizabeth Howell published, « Rare Cosmic Alignment Reveals Most Distant Star Ever Seen », sur Space.com, (consulté le )
  7. (en-US) Robert S et ers, « Hubble peers through cosmic lens to capture most distant star ever seen », sur Berkeley News, (consulté le )
  8. a et b (en) Jake Parks | Published: Monday et April 2, « Hubble images farthest star ever seen », sur Astronomy.com (consulté le )
  9. a b c et d Jose M. Diego, Nick Kaiser, Tom Broadhurst et Patrick L. Kelly, « Dark Matter under the Microscope: Constraining Compact Dark Matter with Caustic Crossing Events », The Astrophysical Journal, vol. 857, no 1,‎ , p. 25 (ISSN 1538-4357, DOI 10.3847/1538-4357/aab617, lire en ligne, consulté le )
  10. a b c et d (en-US) « This star is the farthest ever seen. It’s 9 billion light-years away. », Washington Post,‎ (ISSN 0190-8286, lire en ligne, consulté le )
  11. (en) S. A. Rodney, I. Balestra, M. Bradac et G. Brammer, « Two peculiar fast transients in a strongly lensed host galaxy », Nature Astronomy, vol. 2, no 4,‎ , p. 324–333 (ISSN 2397-3366, DOI 10.1038/s41550-018-0405-4, lire en ligne, consulté le )