Notre Voie lactée est un espace assez vaste et très peuplé. Tout compte fait, ses étoiles se situent entre 100 et 400 milliards de dollars, selon certaines estimations, il pourrait en avoir jusqu'à 1 billion. Mais d'où viennent toutes ces étoiles? Eh bien, en fin de compte, en plus de former beaucoup de ses propres et de fusionner avec d'autres galaxies, la Voie lactée peut avoir volé certaines de ses étoiles à d'autres galaxies.
Tel est l'argument avancé par deux astronomes du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Selon leur étude, qui a été acceptée pour publication au The Astrophysical Journal, ils affirment qu'environ la moitié des étoiles qui gravitent autour du bord extérieur extrême de la Voie lactée ont en fait été volées à la galaxie naine Sagittaire voisine.
À un moment donné, la galaxie elliptique naine du Sagittaire était considérée comme la galaxie la plus proche de la nôtre (position désormais occupée par la galaxie naine Canis Major). En tant que l'une des dizaines de galaxies naines qui entourent la Voie lactée, elle a orbité plusieurs fois dans notre galaxie par le passé. À chaque orbite qui passe, elle devient soumise à la forte gravité de notre galaxie, ce qui a pour effet de la séparer.
Les effets à long terme de cela peuvent être vus en regardant les étoiles les plus éloignées de notre galaxie, qui se composent des onze étoiles qui sont à une distance d'environ 300000 années-lumière de la Terre (bien au-delà du disque en spirale de la Voie lactée). Selon l’étude réalisée par Marion Dierickx, étudiante diplômée au Département d’astronomie de l’Université de Harvard, la moitié de ces étoiles ont été prises dans la galaxie naine du Sagittaire dans le passé.
Le professeur Avi Loeb, professeur de sciences Frank B. Baird, Jr. à Harvard et Marion Dierickx PhD, a co-écrit l'étude intitulée «Prédiction de l'extension du courant Sagittaire au rayon virial de la voie lactée». Comme il l'a dit à Space Magazine par e-mail:
«Nous voyons des preuves de flux d'étoiles connectées au cœur de la galaxie, et indiquant que cette galaxie naine est passée plusieurs fois autour du centre de la Voie lactée et a été déchirée par le champ gravitationnel de la marée de la Voie lactée. Nous connaissons tous la marée de l'océan causée par l'attraction gravitationnelle de la lune, mais si la lune était un objet beaucoup plus massif - elle aurait éloigné les océans de la Terre et nous verrions un flux de vapeur s'étirer de la terre."
Pour leur étude, Dierickx et Loeb ont utilisé des modèles informatiques pour simuler les mouvements de la naine Sagittaire au cours des 8 derniers milliards d'années. Ces simulations ont reproduit les flux d'étoiles s'étendant de la galaxie naine Sagittaire au centre de notre galaxie. Ils ont également fait varier la vitesse et l'angle d'approche du Sagittaire pour voir si les échanges résultants correspondraient aux observations actuelles.
«Nous avons tenté de faire correspondre les données de distance et de vitesse pour le cœur de la galaxie Sagitarrius, puis nous avons comparé la prévision résultante pour la position et la vitesse des flux d'étoiles», a déclaré Loeb. "Les résultats ont été très encourageants pour un ensemble particulier de conditions initiales concernant le début du voyage dans la galaxie du Sagittaire lorsque l'univers était à peu près la moitié de son âge actuel."
Ce qu'ils ont découvert, c'est qu'au fil du temps, le nain Sagittaire a perdu environ un tiers de ses étoiles et les neuf dixièmes de sa matière noire au profit de la Voie lactée. Le résultat final de ceci a été la création de trois flux distincts d'étoiles qui atteignent un million d'années-lumière du centre galactique jusqu'au bord même du halo de la Voie lactée. Chose intéressante, l'un de ces flux a été prédit par des simulations menées par des projets comme le Sloan Digital Survey.
Les simulations ont également montré que cinq des étoiles du Sagittaire finiraient par faire partie de la Voie lactée. De plus, les positions et les vitesses de ces étoiles ont coïncidé avec cinq des étoiles les plus éloignées de notre galaxie. Les six autres ne semblent pas provenir du nain du Sagittaire et peuvent être le résultat d'interactions gravitationnelles avec une autre galaxie naine dans le passé.
"La dynamique des étoiles dans les bras étendus que nous prédisons (qui est la plus grande structure galactique du ciel jamais prévue) peut être utilisée pour mesurer la masse et la structure de la Voie lactée", a déclaré Loeb. "L'enveloppe extérieure de la Voie lactée n'a jamais été sondée directement, car aucun autre ruisseau n'était connu pour s'étendre aussi loin."
Compte tenu de la façon dont les simulations correspondent aux observations actuelles, Dierickx est convaincu que d'autres interlopeurs nains du Sagittaire sont là, attendant juste d'être trouvés. Par exemple, de futurs instruments - comme le grand télescope synoptique de relevé (LSST), qui devrait commencer ses opérations de relevé complet d'ici 2022 - pourraient détecter les deux courants d'étoiles restants qui ont été prédits par le relevé.
Compte tenu des échelles de temps et des distances impliquées, il est assez difficile de sonder notre galaxie (et par extension, l'Univers) pour voir exactement comment elle a évolué au fil du temps. Cependant, il a été prouvé que le couplage de données d'observation avec des modèles informatiques testait nos meilleures théories sur la façon dont les choses se sont déroulées. À l'avenir, grâce à des instruments améliorés et à des enquêtes plus détaillées, nous pourrions le savoir avec certitude!
Et assurez-vous de vérifier cette animation de la simulation informatique, qui montre les effets sur la gravité de la Voie lactée sur les étoiles et la matière noire de la galaxie naine Sagittaire.
