Une proto-galaxie fossile dans la Voie lactée ?

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C’est une découverte stupéfiante que viennent de faire les astronomes de l’ESO grâce au VLT. Un amas situé dans le bulbe galactique, constitué d’un étrange mélange de deux générations d’étoiles, semble être le reste fossile d’une galaxie naine phagocytée par la Voie lactée lors de sa formation.

C’est une véritable prouesse d’archéologie galactique. En observant l’amas d’étoile baptisé Terzan 5 avec le Multi-conjugate Adaptive optics Demonstrator (MAD) du VLT, les astronomes sont arrivés à la conclusion qu’ils avaient sous les yeux les restes d’une galaxie naine entrée en collision avec la Galaxie il y a probablement des milliards d’années.

Pour réaliser cet exploit, l’astronome Francesco Ferraro et ses collègues ont dû observer le bulbe de la Voie lactée avec MAD. En effet, cette zone est remplie de poussières qui absorbent le rayonnement dans le domaine visible. En revanche, l’infrarouge passe. Mais si l’on veut effectuer des observations avec une haute résolution, il faut avoir recours à l’optique adaptative. MAD fait justement partie des prototypes de la nouvelle génération d’instruments de ce type.

Un zoom vertigineux en direction du centre de la Galaxie. L'image finale est celle de Terzan 5 donnée par MAD. Crédit : ESO/S. Guisard/Digitized Sky Survey 2/F. Ferraro

Deux générations cohabitent

Terzan 5, l’amas globulaire que les chercheurs ont examiné avec MAD, est connu depuis 1968. Il est situé à plus de 33.000 années-lumière dans la constellation du Sagittaire et on y a même observé un grand nombre de pulsars. Ce que l’on ignorait mais que les observations ont révélé est qu’il est composé de deux générations d’étoiles, l’une formée il y a 12 milliards d’années et l’autre il y a 6 milliards d’années. Or, cette double génération n’est pas vraiment compatible avec ce que l’on sait d’un amas globulaire normal dont la majorité des étoiles se sont formées en moins d’un milliard d’années, il y a plus de 10 milliards d’années.

On connaissait déjà un amas globulaire similaire dans le halo de la Voie lactée, celui d’Omega Centauri. En fait, ce dernier a été ré-interprétré depuis quelque temps et on le conçoit plutôt maintenant comme une galaxie naine. Or, on a de bonnes raisons de penser que les grandes galaxies comme la nôtre se forment par collisions et fusion entre des galaxies plus petites, des galaxies naines. L’interprétation la plus naturelle des nouvelles observations de Terzan 5 est qu’il s’agit d’un reste d’une des galaxies naines absorbées depuis des milliards d’années par la Galaxie. Le processus se poursuit d’ailleurs actuellement.

Selon Francesco Ferraro : « Ce résultat pourrait être le premier d’une série de découvertes à venir qui nous permettra d’apporter des réponses à la question toujours vivement débattue de l’origine des bulbes galactiques. Plusieurs systèmes similaires peuvent être cachés derrière la poussière du bulbe : c’est dans ces objets que l’histoire de la formation de notre Voie lactée est écrite. ».

Ceci n’est probablement qu’un prélude à ce que livrera probablement la mission Gaïa qui devrait être lancé par l’Esa en 2012. Succédant à Hipparcos, ce satellite donnera des mesures des positions et des vitesses de près d’un milliard d’étoiles dans la Galaxie avec une précision record. Avec, en sus, des informations spectroscopiques, nous disposerons alors d’un moyen de reconstituer l’évolution de plusieurs populations d’étoiles dans la Voie lactée et ainsi d’en connaître bien mieux l’histoire. L’archéologie galactique est bel et bien en train de devenir une réalité.

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