Il y a bien longtemps, dans une galaxie lointaine, très lointaine… Cette phrase d’introduction à la saga de «La guerre des étoiles» s’applique parfaitement à l’annonce hier d’une spectaculaire découverte. Une équipe internationale d’astronomes, dont font partie des chercheurs de l’Université de Genève et de l’EPFL, a détecté la plus lointaine étoile individuelle observée à ce jour. Elle se situe à… neuf milliards d’années-lumière de la Terre. Une année-lumière équivaut à 9500 milliards de kilomètres. C’est donc très, très loin.

C’est un exploit car, jusqu’ici, l’étoile la plus éloignée observée ne se situait «qu’à» 90 millions d’années-lumière de nous. Plus loin, on ne voyait que des supernovae (explosion d’étoile). Ou alors des galaxies, la plus éloignée repérée est à 13,4 milliards d’années-lumière de la Terre.

Un coup de bol

Pour que cette nouvelle étoile ait pu être aperçue depuis chez nous, il a fallu la combinaison de deux facteurs: une bizarrerie de la nature et un gros coup de bol. Le coup de bol, c’est que l’étoile est apparue dans un secteur que les astronomes étaient en train d’observer pour une tout autre raison. Ils avaient en effet braqué leur télescope, dont celui de l’espace, Hubble, sur un amas de galaxies situé à 5 milliards d’années-lumière de nous et appelé MACS J1149 + 2223. Ils y traquaient des supernovae. Or, le 29 avril 2016, l’un d’eux a remarqué un point lumineux qui n’y figurait pas lorsqu’il a comparé avec une photo de la région prise en 2011.

Les scientifiques ont tout d’abord pensé qu’il s’agissait d’une supernova, mais leurs calculs ont ensuite démontré qu’il s’agissait d’une étoile. Une supergéante bleue, plus précisément, qui est un soleil qui fait 10 fois la masse du nôtre et est des centaines de milliers de fois plus brillant.

Mais même cet éclat incroyable n’aurait pas suffi à le rendre visible à la distance incroyable déterminée alors: 9 milliards d’années-lumière. C’est là qu’intervient la bizarrerie de la nature: l’effet de lentille gravitationnelle.

Une loupe galactique

Ce phénomène se produit lorsqu’un objet de masse importante passe très précisément entre l’observateur et l’étoile observée. La lumière émise par cette dernière est déviée par le champ gravitationnel de l’obstacle et ainsi amplifiée pour celui qui regarde. En gros, cela agit comme une loupe.

Sauf que la galaxie qui faisait ici office d’obstacle, si elle avait été seule en cause, n’aurait amplifié que 600 fois l’image de l’étoile lointaine. Ce qui est encore insuffisant pour Hubble, malgré son pouvoir de résolution exceptionnel. Il a fallu un deuxième coup de chance, soit une étoile de cet amas galactique qui est également passée pile entre la Terre et l’étoile située 4 milliards d’années-lumière plus loin. Ce double effet a ainsi permis une amplification de la lumière de cette dernière de 2000 fois!

Cette supergéante bleue ainsi apparue se nomme MACS J1149 + 2223 Lensed Star 1. Comme c’est un peu difficile à retenir, on l’a surnommée Icare. «Comme le fils de Dédale qui s’est brûlé les ailes en s’approchant trop du soleil, sa gloire aura duré très peu de temps», nous explique Antonio Cava du département d’astronomie de l’Université de Genève. Elle n’est en effet restée visible pour nous qu’un seul mois. «Mais cette observation fortuite nous a fourni une énorme quantité d’informations sur l’étoile, son environnement et la matière rencontrée sur le chemin de nos télescopes.»

Un soleil déjà mort

Icare aurait ainsi une température entre 11 000 et 14 000 K, soit de deux à trois fois plus que celle de notre soleil et aurait entre 10 et 30 millions d’années. C’est l’âge que l’étoile a dans son état observé. Mais comme sa lumière a mis 9 milliards d’années à nous parvenir, Icare est très certainement morte à l’heure actuelle. Une supergéante bleue est en effet une étoile qui brûle d’abord son hydrogène puis, lorsque celui-ci est consumé, a une masse suffisante pour ensuite brûler son hélium, puis son carbone et enfin son hydrogène avant d’exploser en supernova. Un processus qui dure entre 10 et 100 millions d’années, contre plus de 10 milliards pour le nôtre. Icare s’est donc bien brûlé les ailes, mais les hommes l’ont vu, au moins un court instant.

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