Voici à quoi ressemblait la Voie lactée il y a 13 milliards d’années


Au tout début de notre Univers, il y a un peu plus de 13 milliards d’années, il y avait très peu de structure.

Il y avait des étoiles, et elles se formaient à un rythme rapide, donnant le coup d’envoi de ce qu’on appelle l’ère Stellaire. Mais les énormes et majestueuses galaxies que nous voyons aujourd’hui, y compris notre galaxie de la Voie lactée, ne s’étaient pas encore formées.

Les premières galaxies qui se sont formées étaient des galaxies naines et, avec le temps, elles ont fusionné pour former les types de galaxies spirales que nous voyons aujourd’hui. Les astronomes savent que c’est ce qui s’est passé, mais le calendrier exact de la Voie lactée n’est pas clair. Une nouvelle étude publiée dans Nature Astronomy a révélé certains détails de la formation de notre galaxie natale.

La nouvelle étude, intitulée Découvrir la naissance de la Voie Lactée à travers des âges stellaires précis avec Gaia est basée sur les données du vaisseau spatial Gaia de l’ESA. La mission de Gaia est de cartographier les étoiles de la Voie Lactée. Il ne les cartographiera pas tous, mais il mesurera avec précision la position et le mouvement de seulement 1% des 100 milliards d’étoiles de la galaxie. Cet échantillon révèle une image globale de la galaxie.

Le mouvement d’une étoile est transmis à cette étoile au moment de sa formation. Gaia crée une carte 3D de la Voie Lactée en mesurant ce mouvement. Essentiellement, cette carte permet aux astronomes de remonter dans le temps en retraçant le mouvement de l’étoile. C’est pourquoi les données de Gaia sont un outil si puissant pour comprendre l’histoire de la Voie Lactée.

La structure de la Voie Lactée.
ESA

Une équipe d’astronomes de l’Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) a utilisé ces données pour examiner l’histoire de la Voie lactée et découvrir à quoi elle ressemblait dans le passé. L’auteur principal de l’article est Carme Gallart, chercheuse à l’IAC. Dans un communiqué de presse, Gallart a déclaré : “Nous avons analysé, et comparé avec des modèles théoriques, la distribution des couleurs et des magnitudes (luminosités) des étoiles dans la Voie Lactée, en les divisant en plusieurs composantes : le halo stellaire (structure sphérique qui entoure les galaxies spirales) et le disque dense (étoiles formant le disque de notre galaxie, mais occupant une certaine hauteur).”

Les astronomes ont étudié le halo galactique de la Voie lactée et y ont trouvé deux populations distinctes d’étoiles. Une de ces populations est dominée par des étoiles bleues. Le mouvement de ces étoiles a montré aux astronomes qu’elles sont les restes d’une galaxie naine qui a fusionné avec la Voie lactée. Cette ancienne galaxie naine s’appelle Gaia-Encelade. L’autre population dans le halo est composée d’étoiles rouges. L’histoire de ces étoiles et la chronologie de la fusion Voie lactée / Gaia-Enceladus n’ont jamais été bien comprises.

Grâce à la mission Gaia et au travail de ces astronomes, nous comprenons maintenant mieux la fusion.

“L’analyse des données de Gaia nous a permis d’obtenir la distribution des âges des étoiles dans les deux composantes et a montré que les deux sont formées d’étoiles de même âge, qui sont plus vieilles que celles du disque épais”, explique Chris Brook, chercheur et co-auteur du IAC.

Mais cela soulève une autre question : Si les deux populations d’étoiles ont le même âge, en quoi sont-elles différentes ? La plupart du temps, cela se résume à leur métallicité.

“La dernière pièce du puzzle a été donnée par la quantité de ‘métaux’ (éléments qui ne sont ni hydrogène ni hélium) dans les étoiles de l’un ou l’autre composant”, explique Tomás Ruiz Lara, chercheur et co-auteur du IAC. “Les étoiles de la composante bleue contiennent moins de métaux que celles de la composante rouge.”

Ces résultats, auxquels s’ajoutent les prédictions de simulations qui sont également analysées dans l’article, ont permis aux chercheurs de compléter l’histoire de la formation de la Voie lactée.

La Voie Lactée il y a 10 milliards d’années, avec la galaxie naine Gaia-Encelade en cours de fusion.
Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC)

Les résultats de ce travail racontent une histoire de formation d’étoiles et de fusion et de croissance galactiques qui aboutissent à la Voie lactée actuelle.

Cette histoire commence il y a 13 milliards d’années, plusieurs centaines de millions d’années après le Big Bang, lorsque les étoiles se formaient en deux systèmes distincts. L’une était la galaxie naine Gaia-Encelade et l’autre était l’ancêtre de notre Voie lactée. La Voie lactée primitive était environ quatre fois plus massive que la galaxie naine et se composait d’étoiles plus jeunes et plus métalliques.

Il y a environ 10 milliards d’années, il y a eu une violente collision entre Gaia-Encelade et la Voie Lactée. Cet événement a mis certaines étoiles de la galaxie naine et d’autres de la Voie Lactée en mouvement chaotique, et elles ont fini par former l’auréole. Puis il y eut une longue période d’éruptions chaotiques de formation stellaire, jusqu’à ce que les choses se calment il y a environ 6 milliards d’années. Ensuite, le gaz s’est déposé dans le disque de la galaxie, et nous a donné ce que nous appelons le disque mince.

“Jusqu’à présent, toutes les prédictions et observations cosmologiques de galaxies spirales lointaines similaires à la Voie Lactée indiquent que cette phase violente de fusion entre de petites structures était très fréquente”, explique Matteo Monelli, chercheur à l’IAC et co-auteur de cet article. “Nous avons pu identifier la spécificité du processus dans notre propre galaxie, révélant les premières étapes de notre histoire cosmique avec des détails sans précédent.”

Lire aussi : Il pourrait y avoir 100 millions de trous noirs cachés dans la Voie Lactée

Source : Universe Today – Traduit par Anguille sous roche


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