Dans la périphérie sud de la Voie lactée, des chercheurs ont découvert un groupe d’étoiles à faible métallicité. Un groupe d’étoiles extrêmement anciennes. © International Gemini Observatory, NOIRLab, NSF, Aura, J. da Silva, Spaceengine
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Cette découverte ouvre une fenêtre inédite sur les premiers âges de la formation des étoiles et des galaxies

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[EN VIDÉO] Les restes d’un amas globulaire dans la Voie lactée  Une équipe internationale de chercheurs a découvert, dans la périphérie de la Voie lactée, les restes d’un amas globulaire. Invisibles à l’œil nu, ces étoiles s’étendent sur quelque 30 fois la largeur de la pleine Lune. Leur très faible métallicité montre qu’elles se sont formées à des époques reculées. (en anglais) © NOIRLabAstro, International Gemini Observatory, NOIRLab, NSF, AURA, J. da Silva, Spaceengine 

Le télescope spatial James-Webb, qui vient juste d'être lancé, devrait permettre aux astronomes de sonder les confins de l'Univers à la recherche des plus anciennes de ses étoiles. Mais la découverte faite par une équipe internationale pourrait leur éviter d'avoir à aller justement chercher si loin. Les chercheurs viennent en effet de mettre la main sur des étoiles de très faible métallicité -- et donc très anciennes --, juste là, en périphérie de la Voie lactée.

Notre Soleil est certes composé à plus de 98 % d'hydrogène et d'hélium. Les éléments chimiques les plus légers de l'Univers. Mais il contient aussi quelques éléments plus lourds. Ces éléments lourds -- comme le carbone, l'oxygène ou le fer, désignés de manière générique sous le terme de métaux --, le Soleil les tient du gaz à partir duquel il s'est condensé. Des éléments lourds dispersés là par des étoiles massives en fin de vie. Des générations d'étoiles qui ont précédé celle de notre Soleil. Ainsi mesurer celle que les astronomes appellent la métallicité d'une étoile permet de se faire une idée de son âge. Plus la métallicité est élevée, plus l'étoile est jeune.

Or, une équipe internationale dirigée par un chercheur de l’Observatoire astronomique de Strasbourg (CNRS) vient de mettre à jour, au cœur de la Voie lactée, un groupe d'étoiles dont la métallicité apparait extrêmement faible. Environ 2.500 fois plus faible que celle de notre Soleil. Et bien inférieure à celles mesurées dans d'autres structures ailleurs dans l'Univers.

En réalité, ce groupe d'étoiles ne se situe pas tout à fait au cœur de notre Galaxie. Plutôt même du côté de sa périphérie. Du côté sud. Et ces étoiles voyagent sur une orbite qui s'étend de 20.000 à 90.000 années-lumière du centre de la Voie lactée. Même si ce flux stellaire que les chercheurs ont baptisé C-19 mesure environ 30 fois la largeur de la pleine Lune, il n'est pas visible dans notre ciel à l'œil nu.

Cette illustration permet à la fois de situer la position des étoiles qui constituent le courant C-19 et de comparer sa métalllicité à d’autres structures stellaires de la Voie lactée. © N. Martin, Observatoire astronomique de Strasbourg, CNRS ; Canada-France-Hawaii Telescope, Coelum ; ESA, Gaia, DPAC

Réécrire l’histoire de la formation des étoiles et des galaxies ?

Sa découverte secoue les modèles actuels de formation d’étoiles, d'amas et de galaxies. Car les astronomes n'envisageaient jusqu'alors même pas que de telles structures, composées uniquement d'étoiles à faible métallicité, puissent exister. Au mieux, ils imaginaient qu'elles auraient toutes disparu de notre Univers depuis longtemps. C--19, et ses étoiles à la métallicité inférieure à 0,05 % celle du Soleil, prouve au contraire que les premiers éléments constitutifs de la Voie lactée se sont formés dans des environnements pauvres en métaux.

Le courant C-19 et la Voie lactée. © International Gemini Observatory, NOIRLab, NSF, Aura, J. da Silva

C'est grâce aux données de la mission Gaia que les astronomes ont mis la main sur C-19. En leur appliquant un algorithme destiné à détecter les flux d'étoiles. Le programme Pristine, visant à débusquer les étoiles de plus faible métallicité dans et autour de la Voie lactée, a, quant à lui, révélé leur étonnante caractéristique. Et d'autres observations, parmi lesquelles des spectres haute résolution, ont confirmé que C-19 constituait les restes d'un amas globulaire - un regroupement de plusieurs milliers à plusieurs millions d'étoiles formées en même temps et dont la métallicité est plus généralement comprise entre 1 et 10 % celle de notre Soleil -- déchiré.

Alors que les astronomes avaient pris pour habitude d'étudier les galaxies lointaines pour approcher quelques étoiles anciennes -- du fait du temps que met leur lumière pour arriver jusqu'à notre Terre --, ils peuvent désormais envisager d'étudier des structures toutes aussi anciennes. Mais bien plus proches de nous. Un peu comme si une nouvelle fenêtre venait de s'ouvrir sur les premières séquences de formation des étoiles dans notre Univers.

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