En 1988, l'astronome Jack Hills a prédit qu'il pourrait exister un type d'étoile «voyou» qui ne serait lié à aucune galaxie particulière. Ces étoiles, a-t-il estimé, étaient périodiquement éjectées de leur galaxie hôte par une sorte de mécanisme pour commencer à voyager à travers l'espace interstellaire.
Depuis ce temps, les astronomes ont fait de nombreuses découvertes qui indiquent que ces étoiles voyous existent effectivement, et loin d'être un phénomène occasionnel, elles sont en fait assez courantes. De plus, certaines de ces étoiles se déplaçaient à des vitesses extrêmement élevées, ce qui a conduit à la désignation d’étoiles à hypervitesse (HVS).
Et maintenant, dans une série d'articles publiés dans arXiv Astrophysics, deux chercheurs de Harvard ont soutenu que certaines de ces étoiles se déplaçaient peut-être à la vitesse de la lumière. Connus sous le nom d'étoiles à hypervitesse semi-relativistes (SHS), ces mouvements rapides sont apparemment causés par des fusions galactiques, où l'effet gravitationnel est si fort qu'il jette des étoiles hors d'une galaxie entièrement. Ces étoiles, selon les chercheurs, pourraient avoir le potentiel de propager la vie dans tout l'Univers.
Cette constatation fait suite à deux autres annonces importantes. La première s'est produite au début de novembre, lorsqu'un article publié dans le Astrophysical Journal a rapporté que jusqu'à 200 milliards d'étoiles voyous avaient été détectées dans un amas de galaxies à environ 4 milliards d'années-lumière. Ces observations ont été faites par le programme Frontier Fields du télescope spatial Hubble, qui a effectué des observations ultra-profondes à plusieurs longueurs d’ondes de l’amas de galaxies Abell 2744.
Cela a été suivi d'une étude publiée dans Science, où une équipe internationale d'astronomes a affirmé que jusqu'à la moitié des étoiles de l'univers entier vivaient en dehors des galaxies.
Cependant, les récentes observations faites par Abraham Loeb et James Guillochon de l'Université de Harvard sont sans doute les plus importantes à ce jour concernant ces corps célestes voyous. Selon leurs documents de recherche, ces étoiles peuvent également jouer un rôle dans la propagation de la vie au-delà des frontières de leurs galaxies hôtes.
Dans leur premier article, les chercheurs retracent ces étoiles aux fusions de galaxies, ce qui conduit vraisemblablement à la formation de binaires de trous noirs massifs dans leurs centres. Selon leurs calculs, ces trous noirs supermassifs (SMBH) occasionnellement lancent des étoiles à des vitesses semi-relativistes.
"Nous prédisons l'existence d'une nouvelle population d'étoiles qui traversent l'Univers à une vitesse proche de celle de la lumière", a déclaré Loeb à Space Magazine par e-mail. "Les étoiles sont éjectées par des frondes constituées de paires de trous noirs massifs qui se forment lors des fusions de galaxies."
Ces découvertes ont encore renforcé que des corps massifs compacts, largement connus sous le nom de trous noirs supermassifs (SMBH), existent au centre des galaxies. Ici, les étoiles connues les plus rapides existent, en orbite autour de la SMBH et accélérant jusqu'à des vitesses de 10 000 km par seconde (3% de la vitesse de la lumière).
Selon Leob et Guillochon, cependant, ceux qui sont éjectés à la suite de fusions galactiques sont accélérés à n'importe où entre un dixième et un tiers de la vitesse de la lumière (environ 30 000 à 100 000 km par seconde).
L'observation de ces étoiles semi-relativistes pourrait nous en dire beaucoup sur le cosmos lointain, selon les chercheurs de Harvard. Par rapport à la recherche conventionnelle, qui s'appuyait sur des particules subatomiques comme les photons, les neutrinos et les rayons cosmiques de galaxies éloignées, l'étude des étoiles éjectées offre de nombreux avantages.
"Traditionnellement, les cosmologistes utilisaient la lumière pour étudier l'Univers, mais les objets se déplaçant moins que la vitesse de la lumière offrent de nouvelles possibilités", a déclaré Loeb. «Par exemple, les étoiles se déplaçant à des vitesses différentes nous permettent de sonder une galaxie source éloignée à différents moments de rétrospective (puisqu'elles doivent avoir été éjectées à des moments différents pour nous atteindre aujourd'hui), à la différence des photons qui nous en donnent un seul instantané de la galaxie. "
Dans leur deuxième article, les chercheurs calculent qu'il y a environ un billion de ces étoiles à étudier. Et étant donné que ces étoiles ont été détectées grâce au télescope spatial Spitzer, il est probable que les générations futures pourront les étudier à l'aide d'un équipement plus avancé.
Des levés infrarouges dans tout le ciel pourraient localiser des milliers de ces étoiles qui traversent le cosmos. Et l'analyse spectrographique pourrait nous en dire beaucoup sur les galaxies dont elles sont issues.
Mais comment ces étoiles en mouvement rapide pourraient-elles propager la vie dans le cosmos?
"Les planètes étroitement liées peuvent rejoindre les étoiles pour le trajet", a déclaré Loeb. «Les étoiles les plus rapides traversent des milliards d'années-lumière à travers l'univers, offrant un voyage cosmique passionnant pour les civilisations extraterrestres. Dans le passé, les astronomes ont envisagé la possibilité de transférer la vie entre les planètes du système solaire et peut-être à travers notre galaxie de la Voie lactée. Mais cette nouvelle population d'étoiles prédite peut transporter la vie entre les galaxies à travers l'univers entier. »
La possibilité que les étoiles et les planètes voyageuses aient pu être responsables de la propagation de la vie dans l'univers est susceptible d'avoir des implications en tant qu'addition potentielle à la théorie de la panspermie, qui stipule que la vie existe dans tout l'univers et se propage par les météorites, les comètes, astéroïdes.
Mais Loeb a déclaré à Space Magazine qu'un système planétaire itinérant pourrait avoir un jour des utilisations potentielles pour notre espèce.
"Nos descendants pourraient envisager d'embarquer dans un système planétaire connexe une fois que la Voie lactée fusionnera avec sa galaxie sœur, Andromède, dans quelques milliards d'années", a-t-il déclaré.
