Bien que, lorsque nous regardons plus loin et plus profondément dans le ciel, nous regardons toujours le passé - il existe d'autres façons d'obtenir des informations sur l'histoire ancienne de l'univers. Les étoiles de faible masse et à faible teneur en métaux peuvent être des vestiges de l'univers primitif et véhiculer des informations précieuses sur l'environnement de cet univers primitif.
La logique de l'archéologie stellaire implique de suivre des générations d'étoiles jusqu'aux toutes premières étoiles vues dans notre univers. Les étoiles nées au cours des dernières époques, disons au cours des cinq ou six derniers milliards d'années, nous appelons les étoiles de la population I - qui comprend notre Soleil. Ces étoiles sont nées d'un milieu interstellaire (c'est-à-dire des nuages de gaz, etc.) qui avait été semé par les affres d'une génération précédente d'étoiles que nous appelons les étoiles de la population II.
Les étoiles Population II sont nées d'un milieu interstellaire qui existait il y a peut-être 12 ou 13 milliards d'années - et qui avait été semé par les affres des étoiles Population III, les premières étoiles jamais vues dans notre univers.
Et quand je dis les affres de la mort semant le milieu interstellaire cela inclut des étoiles de taille moyenne soufflant d'une nébuleuse planétaire à la fin de leur phase géante rouge - ou de plus grandes étoiles explosant en supernovae.
Ainsi, par exemple, la signature spectrale à faible teneur en métaux de HE 0107-5240 correspond à celle prédite pour une étoile très ancienne de Population II de faible masse construite à partir des produits finaux d'une supernova Population III.
C'est à peu près aussi près que possible d'obtenir des informations sur les étoiles de Population III. Les télescopes qui peuvent regarder plus loin dans l'espace (et donc regarder plus loin dans le temps) peuvent éventuellement en repérer un - mais il est peu probable qu'il en existe encore. La théorie veut que les étoiles de la population III se soient formées à partir d'un milieu interstellaire homogène d'hydrogène et d'hélium. L'homogénéité de ce milieu signifiait que toutes les étoiles qui se formaient étaient toutes massives - de l'ordre de centaines de masses solaires.
Les étoiles de cette échelle, non seulement ont une courte durée de vie, mais explosent avec une force telle que l'étoile se brise littéralement en morceaux comme une supernova à «instabilité de paire» - ne laissant aucune étoile à neutrons ou trou noir restante derrière. La supernova SN2006gy était probablement une supernova à instabilité de paire - imitant les derniers halètements d'étoiles de Population III qui vivaient il y a plus de 13 milliards d'années.
Ce n'est qu'après que les étoiles de la Population III ont ensemencé le milieu interstellaire avec des éléments plus lourds que le refroidissement de la structure fine a entraîné une perturbation de l'équilibre thermique et une fragmentation des nuages de gaz - permettant la naissance d'étoiles de la Population II plus petites et donc plus longues.
Autour de la Voie lactée, nous pouvons trouver de très vieilles étoiles de Population II dans des galaxies naines en orbite. Ces étoiles sont également communes dans le halo galactique et dans les amas globulaires. Cependant, dans «les tripes» de la galaxie, nous trouvons beaucoup de jeunes étoiles de la population I.
Tout cela conduit à penser que la Voie Lactée est un centre gravitationnel presque aussi vieux que l'univers lui-même - qui n'a cessé de croître en taille et de se maintenir jeune en maintenant un régime régulier d'anciennes galaxies naines - qui, privé d'un tel régime alimentaire, sont restés largement inchangés depuis leur formation dans le premier univers.
Lectures complémentaires:
A. Frebel. Archéologie stellaire - Explorer l'univers avec des étoiles pauvres en métaux http://arxiv4.library.cornell.edu/abs/1006.2419
