TECHNOLOGIE
Découvertes de très vieilles étoiles au comportement inattendu dans le cœur de notre galaxie
En scrutant le cœur de la Voie lactée, des astronomes ont découvert que des étoiles parmi les plus anciennes de notre galaxie semblent passer leur longue existence de manière stable proche du centre galactique. Ces observations sont contradictoires avec les estimations et observations précédentes des astronomes. Leurs trajectoires et leur position par rapport au Soleil ont été mises en évidence par une équipe internationale de chercheurs lors de la plus grande observation détaillée à ce jour de ces vieilles étoiles.
Image de fond à gauche: ESA/Gaia,
Impression de l’artiste: Amanda J. Smith et Anke Arentsen, Institut d’Astronomie, Cambridge, CC BY 4.0. L’équipe du Pristine Inner Galaxy Survey (PIGS), dirigée par la Dr Anke Arentsen de l’Université de Cambridge, a présenté ces nouvelles découvertes lors du Congrès National d’Astronomie 2023 à l’Université de Cardiff.
Certaines étoiles nées dans le premier milliard d’années suivant le Big Bang sont toujours présentes aujourd’hui. Ces astres anciens, dont la composition chimique est essentiellement constituée d’hydrogène et d’hélium, permettent de mieux comprendre les galaxies au moment de leur formation. Elles contiennent moins d’éléments lourds que les étoiles plus jeunes comme le Soleil. Généralement, les astronomes cherchent ces étoiles anciennes loin du plan du disque de la Voie Lactée, dans le halo à faible densité autour de notre galaxie, où elles sont plus faciles à trouver.
Selon les modèles de formation des galaxies, les étoiles les plus anciennes seraient concentrées dans les parties denses du centre de la Voie Lactée. Mais la découverte de ces astres dans cette région est complexe, en raison de la poussière interstellaire qui bloque notre ligne de visée vers le centre de la galaxie, et de la rareté des étoiles anciennes par rapport à la majorité écrasante de leurs cadettes.
Pour le projet PIGS, la Dr Arentsen et son équipe ont utilisé un filtre d’imagerie spécial sur le TélescopeCanada-France-Hawaii (CFHT) pour pré-sélectionner les étoiles candidates. Celles-ci ont été confirmées par des observations spectroscopiques sur le Télescope Anglo-Australien (AAT), ce qui a permis d’obtenir le plus grand ensemble d’observations détaillées pour les étoiles de la Voie Lactée.
En combinant les observations PIGS avec les données de la mission spatiale Gaia, l’équipe a étudié le mouvement de ces étoiles anciennes dans la Voie Lactée. Il était jusqu’alors observé que plus les étoiles sont âgées, plus leurs mouvements sont chaotiques. Néanmoins, même les plus vieilles étoiles trouvées montrent une certaine stabilité autour du centre de la galaxie. Elles passent presque toute leur vie dans la galaxie interne, dans une sphère qui s’étend seulement à mi-chemin entre le centre galactique et le Soleil. La Dr Arentsen s’enthousiasme: « C’est passionnant de penser que nous observons des étoiles qui se sont formées lors des premières phases de la Voie Lactée, jusque-là largement inaccessibles. Ces étoiles ont probablement été formées moins d’un milliard d’années après le Big Bang, elles sont donc des reliques de l’Univers primitif. » En ce qui concerne l’avenir de ces observations, elle affirme: « Les données disponibles pour ces objets anciens augmentent rapidement. J’ai hâte de voir ce que nous apprendrons sur ces premières étoiles dans les prochaines années ! »
