Star parmi les stars : elle est détectée par les astronomes de Besançon

Repérée parmi des milliers d’étoiles de la Voie lactée pour ses caractéristiques chimiques atypiques, une étoile géante découverte par les chercheurs de l’Institut UTINAM apporte un éclairage nouveau à la compréhension de la formation de notre Galaxie.

Les astronomes bisontins participent à l’élaboration du grand relevé international APOGEE, pour lequel le télescope de l’Observatoire d'Apache Point, au Nouveau-Mexique, photographie le ciel dans l’infrarouge et fournit des spectres de très haute résolution pour quelque 150 000 étoiles observées. Pas moins de quinze éléments chimiques sont identifiés de manière précise pour chacune d’elles, des profils d’abondance complétés par des données sur leur vitesse radiale, leur température, leur gravité et leur métallicité, c’est-à-dire la quantité d’atomes plus lourds que l’hélium dans leur constitution. L’ensemble de ces informations renseigne sur l’âge et l’évolution de l’étoile, et sur sa localisation dans la Voie lactée.

« Les étoiles se divisent en quatre populations marquées par des signatures chimiques spécifiques », explique José Fernandez, doctorant à UTINAM et auteur de la découverte aux côtés d’Annie Robin et de Céline Reylé. Car les étoiles naissent, vivent, meurent et parfois explosent, donnant naissance à de nouvelles générations d’étoiles, qui héritent d’une partie du capital chimique de leurs aînées. Les étoiles les plus anciennes proviennent du halo de la Voie lactée et sont pauvres en métaux. « Les étoiles en fin de vie envoient leur couche superficielle dans le milieu interstellaire, qui s’enrichit ainsi de leurs métaux au fil du temps. De même, l’explosion d’une étoile massive en supernova provoque une importante dispersion de métal, de fer notamment. » C’est enrichies de ces éléments que de nouvelles étoiles apparaissent.

Or la composition chimique de l’étoile mystérieuse ne correspond à aucune des grandes familles  d’étoiles recensées. Les chercheurs savent désormais, grâce à l’interprétation des raies très nettes de son spectre, indiquant chez elle une abondance très particulière en aluminium, magnésium et azote, qu’elle est originaire d’un des « amas globulaires » du halo, des concentrations d’étoiles formées à une époque très ancienne et en comptant chacune des millions.

Pourtant José Fernandez est affirmatif : cette étoile se trouve non pas dans le halo mais dans le disque de la Voie lactée. Une certitude acquise sur la base de calculs du champ de gravitation de la Galaxie, dont il peut déduire l’orbite des étoiles et les localiser. « L’étoile a sans doute été éjectée d’un amas globulaire, plusieurs scénarios s’avérant plausibles », estime Annie Robin. Elle peut également être un fossile d’un amas globulaire aujourd’hui disloqué. L’étoile découverte par les astronomes bisontins est dans tous les cas un objet d’études et de comparaison inédit, et un élément clé à intégrer à la recherche de la compréhension de la formation de notre Galaxie.