Comment connaît-on l’âge des amas globulaires ?

Épisode 2 sur 4 — Âge des amas

Au hasard de mes pérégrinations sur internet, j'étais tombé sur un chiffre qui m'avait effaré.
Certains amas globulaires auraient plus de 12 milliards d'années. 12 milliards d'années, à peine plus jeunes que l'Univers lui-même, c'est étourdissant.
Comment peut-on dire que ces objets sont si vieux ? Comment dater un objet de 12 milliards d'années ?

Des étoiles pour lire le temps

Les étoiles, entre leur naissance et leur mort, passent la plus grande partie de leur existence dans ce que l'on appelle la séquence principale.
Pendant cette période, elles sont relativement stables et convertissent à l'aide de la fusion thermonucléaire de l'hydrogène en hélium. Lorsqu'il ne leur reste plus suffisamment d'hydrogène dans leur cœur, elles sortent alors de cette séquence principale.
Plus une étoile est massive et plus son réservoir d'hydrogène est important, par contre plus elle le consomme rapidement. Ainsi les étoiles les plus massives sortent plus rapidement de la séquence principale.

Dans un amas globulaire, on peut partir du principe que la plupart des étoiles se sont formées à peu près au même moment. On y retrouve des étoiles à différents stades d'évolution, les plus massives qui sont déjà sorties de la séquence principale, les moins massives qui y sont encore et enfin les étoiles qui commencent juste à la quitter.
En connaissant la masse de ces dernières, on pourrait donc avoir une bonne idée de leur âge et donc de l'âge de l'amas.

Pour repérer ces étoiles, les astronomes mesurent leur couleur et leur éclat. Ces données sont placées dans une représentation du diagramme de Hertzsprung–Russell. Chaque point représente une étoile, avec sa couleur sur l’axe horizontal et sa magnitude sur l’axe vertical.

On peut repérer l'endroit où la bande formée par les étoiles se courbe, c'est le point de sortie de la séquence principale. En comparant cette zone aux modèles d’évolution stellaire, les astronomes peuvent donc estimer l'âge de l’amas.

Un âge estimé, avec une marge d'incertitude

En astronomie, lorsque l’on parle de distance ou d’âge, on dispose davantage d’une estimation que d’une valeur exacte. Les valeurs annoncées s’accompagnent donc d’une marge d’incertitude.

Dans notre cas, plusieurs facteurs viennent atténuer l’éclat observé des étoiles, par exemple la distance de l’amas ou les poussières présentes entre lui et nous.
Les modèles auxquels les résultats sont comparés comportent également des incertitudes.

Au final, l’âge obtenu s’accompagne d’une marge d’incertitude qui peut être de plusieurs centaines de millions d’années, ce qui reste relativement faible par rapport aux 12 milliards d’années dont nous parlons.

Sources et crédit

• Ciel & Espace, n° 609, octobre–novembre 2026, « Une autre histoire des galaxies racontée par les amas globulaires ».
• Jiaqi (Martin) Ying et al., « The Absolute Age of Milky Way Globular Clusters », The Astrophysical Journal, vol. 987, article 52, 2025.
• Image mise en avant : Messier 92 ESA/Hubble & NASA — Remerciements : Gilles Chapdelaine.