Le nom de cette étoile résonne un peu comme celui de l'étoile de Noël, observée par les Rois mages lors de leur voyage vers Bethléem. Pourtant l'étoile de Christlieb nous ramène encore beaucoup plus loin dans le temps. Cet astre est un véritable fossile vivant. C'est aussi un cadeau pour les astronomes, car c'est le seul témoin connu à ce jour des premières étoiles nées après le big-bang.

Cette étoile a été repérée il y a trois ans par Norbert Christlieb, un jeune chercheur de l'Observatoire de Hambourg, au cours d'un programme d'observation effectué à l'ESO au Chili dans le but de trouver de nouveaux quasars. Les observations obtenues permettaient aussi d'analyser la lumière des étoiles. C'est ainsi que fut trouvée une étoile, cataloguée en tant que HE 0107-5240, qui montrait dans l'analyse de sa lumière extraordinairement peu de ces raies spectrales, qui sont la signature des éléments chimiques. Des analyses beaucoup plus fines ont été faites avec le Very Large Telescope (VLT), formé de quatre télescopes de huit mètres de diamètre. De nouveaux résultats obtenus cette année confirment que cette étoile est extraordinaire. Elle est composée presque uniquement d'hydrogène et d'hélium purs. L'ensemble de tous les autres éléments existants, dits éléments lourds, forme moins d'un dix millionième de la matière de cette étoile. C'est très différent de ce qu'on trouve dans le Soleil où l'ensemble de tous les éléments lourds forme environ 2% de la matière. C'est aussi très différent de ce qu'on trouve sur Terre, où il y a presque 100% d'éléments lourds.

Depuis longtemps, les astronomes recherchent les plus vieilles étoiles de notre Galaxie, celles qui furent les premières à se former il y a environ treize milliards d'années. Tous les éléments lourds que nous connaissons et qui sont essentiels pour la Vie, tels le carbone, l'azote, l'oxygène, le magnésium, le silicium, le fer, etc. ont été fabriqués par les réactions nucléaires dans les étoiles. Il est donc logique de penser que les toutes premières étoiles nées dans l'univers après le big-bang ne devaient contenir aucun élément lourd. L'étoile de Christlieb bat tous les records de pauvreté en éléments lourds: la suivante dans le classement est déjà 20 fois plus riche. Les astronomes pensent donc qu'ils ont trouvé un exemplaire de cette première génération d'étoiles nées après le big-bang.

Mais, il reste une énigme importante: c'est de savoir comment ont été faits les très rares éléments lourds présents dans l'étoile de Christlieb. L'idée qu'elle aurait collecté ces éléments au cours de son voyage dans l'espace n'est pas valable, car les proportions de ces éléments ne sont pas celles que l'on trouve dans l'espace interstellaire. Ces éléments pourraient aussi provenir d'une toute première explosion de supernova, dont les débris auraient enrichi le gaz qui a formé cette étoile. Mais les modèles de supernova proposés, notamment au Japon, ne donnent pas non plus les bonnes proportions d'éléments lourds. Une supernova, dans laquelle le brassage de la matière conduit à des réactions nucléaires particulières, pourrait-elle être à l'origine de ces éléments? C'est la suggestion des astrophysiciens de l'Observatoire de Genève, dans ce travail de détective où l'on cherche à reconstituer l'origine des éléments. C'est-à-dire l'origine de la matière dont nous-mêmes et notre environnement sommes faits.