Cette vue d'artiste montre ce à quoi notre galaxie, la Voie lactée, ressemblerait, si nous l'observions depuis le dessus et sous un autre angle que celui sous lequel nous l'apercevons depuis la Terre. Le bulbe central apparaît sous la forme d'une cacahuète constituée d'étoiles rougeoyantes et les bras spiraux ainsi que les nuages de poussière associés forment une bande étroite. © Eso/Nasa/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Hurt

Sciences

Au centre de la Galaxie, un étrange disque abrite de trop jeunes étoiles

ActualitéClassé sous :étoile , voie lactée , Vista

Le bulbe central de la Voie lactée est censé être peuplé d'un grand nombre d'étoiles âgées et pourtant, des astronomes y ont découvert une composante jusque-là inconnue de notre galaxie : un disque constitué de jeunes étoiles et masqué par la présence d'épais nuages de poussière. Ce nouvel élément est apparu en cartographiant les emplacements d'étoiles variables de type Céphéides, grâce au télescope Vista, installé à l'observatoire de Paranal, dans le désert d'Atacama, au Chili.

Le sondage Variables Vista dans la Voie lactée (VVV) est un programme public de l'Eso qui consiste à régulièrement capturer, au moyen du télescope Vista de l'observatoire de Paranal (désert d'Atacama, Chili), de multiples images des régions centrales de la galaxie à diverses longueurs d'ondes infrarouges. Ce sondage a permis la découverte d'un vaste ensemble de nouveaux objets parmi lesquels figurent des étoiles variables, des amas ainsi que des étoiles en phase explosive comme l'explique un article scientifique publié sur le sujet. Une équipe d'astronomes dirigée par Istvan Dékány de l'université catholique pontificale du Chili a utilisé les données acquises par ce sondage entre 2010 et 2014, et effectué une remarquable découverte - celle d'une composante jusque-là inconnue de notre propre galaxie, la Voie lactée.

« Le bulbe central de la Voie lactée est censé être peuplé d'un grand nombre d'étoiles âgées. Toutefois, les données de Vista ont permis de mettre au jour quelque chose de nouveau - et de très récent à l'échelle astronomique ! », confie Istvan Dékány, auteur principal de la nouvelle étude.

L'analyse des données du sondage a conduit les astronomes à la découverte de 655 étoiles variables, vraisemblablement de type Céphéides. Ces étoiles présentent la particularité de se dilater et se contracter périodiquement - au long d'un cycle pouvant s'étendre de quelques jours à plusieurs mois, ce qui se traduit par des variations significatives de leur luminosité.

La durée d'un cycle est d'autant plus longue que l'étoile Céphéide est brillante. Cette relation précise, découverte en 1908 par l'astronome américaine Henrietta Swan Leavitt, permet d'utiliser les étoiles de type Céphéides pour estimer la distance ainsi que la position d'objets lointains, à l'intérieur ou au-delà de la Voie lactée.

Sur ce diagramme figurent les positions des Céphéides (disques rouges) nouvellement découvertes sur une vue d'artiste de la Voie lactée (le Soleil est l'étoile jaune). © Eso, Microsoft WorldWide Telescope

Cependant, toutes les Céphéides ne se ressemblent pas : elles se répartissent en deux classes qui diffèrent l'une de l'autre selon leurs âges respectifs. Ainsi l'équipe a-t-elle identifié, au sein de l'échantillon de 655 étoiles, 35 membres du sous-groupe baptisé Céphéides classiques.

Des Céphéides de moins de 100 millions d'années

Ce sont de jeunes étoiles brillantes, nettement distinctes de celles, beaucoup plus âgées, qui peuplent en majorité le bulbe central de la Voie lactée. L'équipe a rassemblé des informations relatives à leur brillance, à leur périodicité et estimé les distances des 35 Céphéides classiques. Leur périodicité, intimement liée à leur âge, a révélé leur surprenante jeunesse.

« Les 35 Céphéides classiques découvertes sont toutes âgées de moins de 100 millions d'années. La plus jeune d'entre elles n'excède sans doute pas les 25 millions d'années. Peut-être même existe-t-il d'autres Céphéides, bien plus jeunes et plus brillantes », ajoute Dante Minniti de l'université Andres Bello de Santiago, Chili, second auteur de l'étude.

Le jeune âge de ces Céphéides classiques apporte la preuve de la création ininterrompue, ces cent derniers millions d'années, de nouvelles étoiles dans les régions centrales de la Voie lactée. Mais les données du sondage ont été sources d'une autre découverte tout aussi remarquable...

En cartographiant les Céphéides nouvellement découvertes, l'équipe a mis au jour l'existence d'une toute nouvelle structure au sein de la Voie lactée : un mince disque de jeunes étoiles au travers du bulbe galactique. Parce qu'elle se trouve masquée par d'épais nuages de poussière, cette nouvelle composante de notre galaxie est demeurée invisible dans les sondages précédents. Sa découverte montre tout le potentiel de Vista, spécifiquement conçu pour étudier les structures profondes de la Voie lactée au moyen d'une imagerie haute résolution et en champ large à des longueurs d'onde infrarouges.

« Cette étude constitue une parfaite démonstration des capacités du télescope Vista à sonder les plus sombres régions galactiques - un potentiel unique, qui le distingue des sondages en cours et à venir », précise Istvan Dékány. « Cette zone de la galaxie était totalement inconnue avant le sondage VVV », conclut Dante Minniti.

De plus amples investigations permettront de déterminer l'exact lieu de naissance de ces Céphéides. Connaître leurs propriétés fondamentales, leurs interactions ainsi que leur évolution constitue le préalable à une meilleure compréhension de l'évolution de la Voie lactée et du processus évolutif des galaxies dans leur ensemble.

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