Dans ses rêves d’adolescent en tant qu’étudiant à Wheaton Warrenville South High School, Brian Welch fantasmait sur une carrière de tarte dans le ciel en tant qu’ailier serré avec les Bears de Chicago.
Au lieu de cela, l’astrophysicien de 27 ans a découvert l’étoile la plus ancienne et la plus éloignée connue de l’homme. Et il doit le nommer.
“C’était à peu près une découverte accidentelle”, déclare Welch, auteur principal de l’article décrivant la découverte pour l’édition du 30 mars de Nature, qui a fait de lui un chouchou du monde de l’astrophysique, lui valant des entretiens avec le New York Times, Washington Post, la British Broadcasting Corp. et d’autres organes d’information bien au-delà du créneau étroit auquel il s’attendait.
“Ce n’était pas un seul” moment eurêka “. C’était plutôt une combustion lente “, dit Welch à propos de sa découverte. “C’était un processus vraiment long et lent.”
Travaillant sur son doctorat à l’Université Johns Hopkins, Welch a reçu une mission en 2019 de Dan Coe avec le Space Telescope Science Institute, également à Baltimore. Welch dit qu’il avait besoin de “comprendre ce qui se passait” avec la galaxie Sunrise Arc en étudiant les images du télescope spatial Hubble. Les galaxies éloignées ressemblent généralement à des amas de lumière provenant de millions d’étoiles “mélangées ensemble”, explique Welch.
Mais un amas de galaxies peut également créer un champ gravitationnel qui déforme et amplifie la lumière des galaxies derrière cet amas, ce qui a permis à Welch de voir l’étoile lointaine comme s’il regardait à travers une loupe géante. Les images de “structures agglomérées” ont été agrandies par des “lentilles gravitationnelles”, qui “plient le tissu de l’espace” et rendent les objets massifs “plus grands et plus brillants dans nos télescopes que ce que nous verrions autrement”, explique Welch.
Au milieu des amas de lumières de millions d’étoiles, une étoile a été agrandie.
En raison des restrictions pandémiques, Welch travaillait depuis son bureau au sous-sol de la maison en rangée de Baltimore qu’il partage avec sa femme, April.
“Nous pourrions être sur quelque chose de vraiment gros ici”, se souvient Welch en train de penser. “C’est environ 50 fois la masse du soleil et environ un million de fois plus lumineux. Nous regardons 13 milliards d’années en arrière.”
L’étoile a disparu depuis longtemps, mais sa lumière a mis 12,9 milliards d’années pour atteindre la Terre. Parce que l’univers est en expansion constante, les longueurs d’onde s’étirent au fur et à mesure que la lumière se déplace, et les longueurs d’onde plus longues de la lumière apparaissent plus rouges, permettant aux scientifiques de déterminer la distance. La NASA a salué la découverte record comme une “nouvelle référence extraordinaire”. Voir cette étoile telle qu’elle était alors a donné à Welch la vision établie environ 900 millions d’années après le Big Bang et la naissance de l’univers. Le précédent record de l’étoile la plus ancienne, détecté par Hubble en 2018, était Icarus, qui remonte à environ 9 milliards d’années.
“Puisque je suis techniquement celui qui l’a découvert, je dois choisir le nom”, explique Welch. “Ma mère m’a suggéré de l’appeler Brian’s Mom’s Star.”
Mais selon les règles établies par l’Union astronomique internationale, les étoiles ne doivent pas porter le nom de personnes ou de personnages fictifs. Les noms doivent être courts, ne pas prêter à confusion et respecter de nombreuses autres règles.
Parce que l’étoile qu’il a découverte s’est produite à “l’aube cosmique”, lorsque l’univers était relativement nouveau “et que les lumières s’allumaient”, Welch a choisi le nom, Earendel, un nom en vieil anglais qui signifie étoile du matin.
“Je pense que c’est parce que je suis un fan de Tolkien”, dit Welch. JRR Tolkien, auteur de “Le Hobbit” et “Le Seigneur des Anneaux”, connaissait le mot Earendel et nommait un personnage Earendil. Welch cherchait des noms pour l’étoile du matin et pensait qu’Earendel était en forme.
“Cela semble long, mais 900 millions d’années, c’est encore très proche du début”, déclare Welch.
Ayant grandi à Wheaton en tant que fils de Dave et Pat Welch, et sœur de Christina, qui est maintenant avocate, Welch a joué au football au lycée et pendant trois ans à l’Université de Chicago. À 6 pieds 6 pouces, il pourrait être le plus grand astrophysicien, car ces mondes se croisent rarement.
“Mes deux professeurs de physique au lycée sont ceux que je dois vraiment remercier de m’avoir entraîné là-dedans”, déclare Welch. Son premier professeur de physique, Tom Todd, décédé en 2014 d’un lymphome, “était un professeur vraiment génial qui rendait tout intéressant”, et son professeur de physique AP, Jim Stankevitz, qui a pris sa retraite en 2018, “l’a rendu vraiment amusant”, dit Welch. .
En tant qu’ailier rapproché de l’équipe de football, “j’ai surtout fini par bloquer pour que d’autres personnes voient leur nom sous les projecteurs”, a déclaré Welch.
Il termine l’article qu’il défendra pour obtenir son doctorat.
“Je n’ai pas encore trouvé de titre accrocheur, mais il s’agit généralement de galaxies lointaines et d’amas de galaxies”, déclare Welch, qui a déjà un poste au sein du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.
“Je ne m’attends certainement pas à obtenir quelque chose d’aussi gros”, a déclaré Welch en notant sa découverte d’étoile. “Mais je vais garder les yeux ouverts, et si la foudre frappe deux fois, ce serait incroyable.”
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