Bien que notre Voie lactée se soit formée à partir d'un seul nuage géant de gaz et de poussière, de nouvelles recherches ont montré que les étoiles du disque sont différentes de celles du renflement. Une nouvelle étude a mesuré la quantité d'oxygène dans 50 étoiles dans la Voie lactée à l'aide du très grand télescope de l'ESO pour déterminer quand et comment les étoiles se sont formées. L'enquête a révélé que les étoiles dans le renflement se sont probablement formées en moins d'un milliard d'années après le Big Bang, lorsque l'Univers était encore jeune; les étoiles du disque sont venues plus tard.
En regardant en détail la composition des étoiles avec le VLT de l'ESO, les astronomes donnent un nouveau regard sur l'histoire de notre galaxie, la Voie lactée. Ils révèlent que la partie centrale de notre galaxie s'est formée non seulement très rapidement mais aussi indépendamment du reste.
"Pour la première fois, nous avons clairement établi une" différence génétique "entre les étoiles dans le disque et le renflement de notre galaxie", a déclaré Manuela Zoccali, auteur principal de l'article présentant les résultats dans la revue Astronomy and Astrophysics [1]. "Nous en déduisons que le renflement doit s'être formé plus rapidement que le disque, probablement en moins d'un milliard d'années et quand l'Univers était encore très jeune."
La Voie Lactée est une galaxie spirale, ayant des bras de gaz, de poussière et d'étoiles en forme de moulinet se trouvant dans un disque aplati et s'étendant directement à partir d'un noyau sphérique d'étoiles dans la région centrale. Le noyau sphérique est appelé un renflement, car il se gonfle du disque. Alors que le disque de notre galaxie est composé d'étoiles de tous âges, le renflement contient de vieilles étoiles datant de la formation de la galaxie, il y a plus de 10 milliards d'années. Ainsi, l'étude du renflement permet aux astronomes d'en savoir plus sur la formation de notre galaxie.
Pour ce faire, une équipe internationale d'astronomes [2] a analysé en détail la composition chimique de 50 étoiles géantes dans quatre zones différentes du ciel vers le renflement galactique. Ils ont utilisé le spectrographe FLAMES / UVES du Very Large Telescope de l’ESO pour obtenir des spectres à haute résolution.
La composition chimique des étoiles porte la signature des processus d'enrichissement subis par la matière interstellaire jusqu'au moment de leur formation. Elle dépend de l’histoire antérieure de la formation des étoiles et peut donc être utilisée pour déduire s’il existe un «lien génétique» entre différents groupes stellaires. En particulier, la comparaison entre l'abondance d'oxygène et de fer dans les étoiles est très illustrative. L'oxygène est principalement produit lors de l'explosion d'étoiles massives à courte durée de vie (dites supernovae de type II), tandis que le fer provient plutôt des supernovae de type Ia [3], dont le développement peut prendre beaucoup plus de temps. La comparaison de l’oxygène avec les quantités de fer donne donc un aperçu du taux de natalité des étoiles dans le passé de la Voie lactée.
«La taille et la couverture en fer plus importantes de notre échantillon nous permettent de tirer des conclusions beaucoup plus solides que ce qui était possible jusqu'à présent», a déclaré Aurélie Lecureur, de l'Observatoire de Paris-Meudon (France) et co-auteur de l'article.
Les astronomes ont clairement établi que, pour une teneur en fer donnée, les étoiles dans le renflement possèdent plus d'oxygène que leurs homologues du disque. Cela met en évidence une différence systématique et héréditaire entre les renflements et les étoiles discales.
"En d'autres termes, les étoiles renflées ne sont pas originaires du disque et ont ensuite migré vers l'intérieur pour accumuler le renflement, mais se sont plutôt formées indépendamment du disque", a déclaré Zoccali. «De plus, l'enrichissement chimique du renflement, et donc sa durée de formation, a été plus rapide que celui du disque.»
Des comparaisons avec des modèles théoriques indiquent que le renflement galactique doit s'être formé en moins d'un milliard d'années, très probablement à travers une série d'étoiles lorsque l'Univers était encore très jeune.
Remarques
[1]: «Abondance d'oxygène dans le renflement galactique: preuve d'un enrichissement chimique rapide» par Zoccali et al. Il est disponible gratuitement sur le site Web de l'éditeur sous forme de fichier PDF.
[2]: L'équipe est composée de Manuela Zoccali et Dante Minniti (Universidad Catolica de Chile, Santiago), Aurelie Lecureur, Vanessa Hill et Ana Gomez (Observatoire de Paris-Meudon, France), Beatriz Barbuy (Universidade de Sao Paulo, Brésil ), Alvio Renzini (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Italie), et Yazan Momany et Sergio Ortolani (Universita di Padova, Italie).
[3]: Les supernovae de type Ia sont une sous-classe de supernovae qui étaient historiquement classées comme ne montrant pas la signature de l'hydrogène dans leurs spectres. Ils sont actuellement interprétés comme la perturbation de petites étoiles compactes, appelées naines blanches, qui acquièrent la matière d'une étoile compagnon. Une naine blanche représente l'avant-dernier stade d'une étoile de type solaire. Le réacteur nucléaire dans son cœur est à court de combustible depuis longtemps et est maintenant inactif. Cependant, à un moment donné, le poids de montage du matériau accumulé aura augmenté la pression à l'intérieur de la naine blanche à tel point que les cendres nucléaires qui s'y trouvent s'enflammeront et commenceront à brûler en éléments encore plus lourds. Ce processus devient très rapidement incontrôlé et la star entière est mise en pièces dans un événement dramatique. On voit une boule de feu extrêmement chaude qui éclipse souvent la galaxie hôte.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESO
