vendredi, 15 décembre 2017

Les toutes, toutes premières fois

Comment tout (ou presque) a commencé !

Les toutes premières étoiles

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Posté par fabrice
 

Première centaine de millions d’années après le Big-Bang

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Star is born

Les toutes premières étoiles sont apparues peu de temps après le Big Bang. Plus massives que la majorité des étoiles des générations suivantes, elles auront aussi une durée de vie sensiblement plus courte. Ont-elles cotoyé des planètes déjà habitables comme le suggère une théorie audacieuse publiée début 2014 ?

Sans elles où Arthur Rimbaud aurait-il trouvé refuge à ses visions hallucinatoires, comment le Petit Prince aurait-il pu faire rire son ami ?

Elles, se sont les étoiles. Les étoiles, quand elles apparaissent, l’univers est encore tout jeune, un peu plus d’une centaine de millions d’années, peut être moins comme l’indiquent les dernières observations.

Des premières étoiles massives et éphémères

A cette époque, l’univers est alors composé essentiellement d’un gaz dense d’hydrogène et d’hélium.

Image d’artiste / Nasa

On suppose que les étoiles émergent  à partir de ce gaz primordial qui se condense sous l’effet de la gravitation et allume, çà et là, les toutes premières étoiles de l’univers.

On suppose en effet, car les scientifiques hésitent quant au scénario : les étoiles ont-elles précédé les galaxies ou bien ont-elles été enfantées par celles-ci ? Poule ou l’œuf, qui précède qui, l’éternelle question.

Autre interrogation :  ces toutes premières étoiles sont-elles frappées de surcharge pondérale ?

Selon les récentes théories, la première génération d’étoiles a produit des astres très massifs :  plus de 100 fois plus massifs que notre Soleil.

Compte tenu de leur composition et de cette masse importante leur durée de vie est, en revanche, courte, très courte. 3 ou 4 millions d’années, guère plus, contre près de 10 milliards d’années pour le Soleil !

Bientôt une nouvelle génération d’étoiles

Quoi qu’il en soit, elles brillent, ces premières étoiles et elles vont bientôt engendrer une nouvelle génération d’étoiles, dite de type 2, plus riche en éléments lourds et en métaux. Avec à la clé, potentiellement des planètes telluriques (2) semblables à la Terre (voir encart ci-dessous).

Mais cela est une autre histoire !

Mis à jour le 28 février 2014


Elles vont nous faire tourner la tête…

Une étude publiée en mai 2011 vient de démontrer que les premières étoiles tournaient vite, très vite; 250 fois plus vite que notre soleil. Cette vitesse de rotation élevée a favorisé la « fabrication » d’éléments lourds comme le strontium et l’ yttrium.

Autre découverte, issue cette fois du nouveau télescope spatial Herschel :  les étoiles en gestation nichent au sein de filaments de matière qui se forment dans les nuages interstellaires. Curieusement, ces filaments présentent tous la même largeur : 0,3 année-lumière. Cette régularité provient de la vitesse des turbulences qui animent ces filaments, vitesse qui correspond à la vitesse du son (700 km/h) dans ces nuages.

Autrement dit, au sein de nuages interstellaires, des turbulences se créent qui s’organisent en filaments qui, eux-mêmes, vont engendrer les étoiles. Ainsi, pour la première fois, grâce au télescope Herschel, les pouponnières d’étoiles commencent à se laisser observer et à livrer leurs secrets.


Des planètes habitables avant même les premières étoiles ?

Et si quelques millions d’années seulement après le Big Bang l’Univers était déjà peuplé de planètes habitables, voire habitées  ?

C’est à dire, 10 milliards d’années plus tôt que les premiers pas de la vie sur Terre ! Comment est-ce possible ?

15 millions d’années après le Big Bang  – qui, rappelons-le remonte à 13 milliards 820 millions d’années – la température ambiante du jeune univers était de 30° C. Une douceur digne de nos paradis tropicaux.

Il faut dire que l’on revient de loin. Au moment du Big Bang, la température ambiante était, selon les calculs, de 100 000 milliards de milliards de milliards de degrés (3). Une température qui défie l’imagination.

Il donc sensé de dire que l’univers s’est refroidi assez rapidement et qu’à une période de ce refroidissement, la température ambiante était somme tout agréable.

Aujourd’hui, cette température, issue du rayonnement cosmologique originelle, n’est plus que de – 270 ° C (3°k), ce qui n’est pas la même chose !

6a00d8341bf7f753ef01901b6113b1970b-500wiDonc, durant la toute première jeunesse de l’Univers, selon la théorie défendue par Abraham Loeb, cosmologue à Harvard (1), l’Univers aurait connu une période habitable durant au moins quelques millions d’années.

« Des planètes rocheuses plongées dans ce bain pouvaient posséder de l’eau liquide où qu’elles se trouvent dans l’Univers, même loin de toute étoile » explique Loeb.

Et qui dit eau liquide + température douce, permet d’entrevoir une chimie de la vie à l’oeuvre .

Abraham Loeb va plus loin. Il estime qu’une forme de vie complexe aurait pu voir le jour au cours du tout premier milliard d’années d’existence de l’Univers (2).

Cette vie se serait développée au sein de planètes telluriques semblables à la Terre. Ces planètes auraient été nourries de matériaux lourds, riches en métaux issus de l’explosion des toutes premières étoiles dont la vie était très brève (3 millions d’années en moyenne).

Bref, une hypothèse totalement révolutionnaire et iconoclaste de nature à bouleverser l’histoire de l’Univers et celle de la Vie !


1 – Abraham (Avi) Loeb, professeur au département d’astronomie de Harward et membre de l’Académie des arts et des sciences américaine.
2 – Publication proposée à la revue Astropbiology en décembre 2013
3 – Le mystère du satellite Planck – Igor et Grichka Bogdanov – Ed. Eyrolles – juin 2013 


A découvrir pour mieux comprendre :

Réalisation : Jean-Christophe Monferran
Montage : Michel Castre
Crédit images : Institut d’Astrophysique de Paris (CNRS)
© CSI


A voir et à lire pour aller plus loin :

  • Un dossier SagaScience du CNRS : Big Bang, des origines de l’Univers aux origines de la vie.
  • L’incroyable défi : recréer le « Big-Bang » ! C’est l’objectif du « grand collisionneur d’hadrons » (LHC).
  • Vie et mort des étoiles Entrez, avec ce livre, dans un monde fascinant où l’on apprend, entre autres, que la matière dont nous sommes faits est directement liée au destin des étoiles !
  • La plus belle histoire du monde : les secrets de nos origines, par Hubert Reeves, Yves Coppens, Joël de Rosnay et Dominique Simmonet.
  • Simulation de la création des étoiles et des galaxies, (La science enquête, Cité des Sciences et de l’Industrie). Comment l’Univers a-t-il évolué depuis le Big Bang ? Où nous trouvons-nous dans cette immensité spatiale ? Quelques éléments de réponse…
  • Poussières d’étoiles Grand maître dans l’art d’expliquer simplement des choses difficiles, Hubert Reeves a donné de nombreux livres de vulgarisation. Celui-là est sans doute le plus accessible, ne serait-ce que parce qu’il est très illustré. On y voit bien sûr des étoiles et des galaxies, mais aussi des foetus humains, des fleurs et des insectes. La vision universelle de Reeves, en effet, ne se limite pas aux équations de la physique. Elle donne toute sa signification à la grande idée qui émerge de la cosmologie contemporaine : l’unicité de la matière fait que le moindre de nos atomes a, un jour, été créé au sein d’une étoile, et qu’il y retournera un jour.



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