Les astronomes découvrent un système stellaire moins « métallique » dans la Voie lactée

Les Astronomes Découvrent Un Système Stellaire Moins « Métallique »

Une structure identifiée dans la Voie lactée a une proportion d’éléments lourds plus faible que tout autre système stellaire connu dans notre galaxie. La découverte, décrite dans un article scientifique publié ce mercredi (5) dans la revue la nature, a été réalisée par le biais de l’Observatoire Gemini, un programme du Laboratoire national de recherche en astronomie optique-infrarouge des États-Unis (NOIRLab).

Selon les observations, les étoiles de ce flux ont été arrachées à un ancien amas d’étoiles et sont des reliques des premiers jours de la Voie lactée, ce qui pourrait fournir des données sur la formation des premières étoiles.

Une équipe internationale de chercheurs, comprenant des membres de l’Union européenne, du Canada et de la Russie, est chargée de découvrir le C-19, comme s’appelle le flux stellaire, qui se trouve au sud de la Voie lactée. Son orbite s’étend sur environ 20 000 années-lumière du centre galactique à sa position la plus proche et à environ 90 000 années-lumière de son point le plus éloigné.

Ce flux stellaire, connu sous le nom de C-19, s’étend sur une large zone du ciel nocturne, environ 30 fois la largeur de la pleine lune.

Le système stellaire occupe une superficie équivalente à 30 pleines lunes dans la Voie lactée

Selon les scientifiques, le système stellaire s’étend sur une zone impressionnante du ciel nocturne – environ 30 fois la largeur de la pleine lune – bien qu’il ne soit pas visible à l’œil nu.

En utilisant le télescope Gemini North, situé à Hawaï, et l’instrument Gemini Remote Access to CFHT SPADES Spectrograph (GRACES), tous deux de l’observatoire Gemini, l’équipe s’est rendu compte que C-19 est un vestige d’un amas globulaire.

On pensait auparavant que les amas globulaires n’avaient pas moins de 0,2 % de métal, mais le C-19 a un niveau sans précédent : moins de 0,05 % de métallicité.

La découverte qu’un faible flux métallique provient d’un amas globulaire a des implications pour la formation d’étoiles, d’amas d’étoiles et de galaxies dans l’univers primitif.

L’animation montre comment un amas d’étoiles globulaires, en orbite autour d’une galaxie formant toujours la Voie lactée, peut avoir été déchiré par la gravité de la galaxie en développement pour devenir le flux stellaire C-19.

En fait, l’existence même de ce flux indique que les amas globulaires et les premiers éléments constitutifs de la Voie lactée ont dû pouvoir se former dans des environnements pauvres en métaux, avant que les générations successives d’étoiles n’alimentent l’univers en éléments plus lourds.

« On ne savait pas s’il y avait des amas globulaires avec si peu d’éléments lourds. Certaines théories suggéraient même qu’elles ne pourraient pas être formées », a commenté Nicolas Martin, de l’Observatoire astronomique de Strasbourg, principal auteur de l’étude. « D’autres théories suggèrent qu’elles ont toutes disparu il y a longtemps, ce qui en fait une découverte fondamentale pour notre compréhension de la formation des étoiles dans l’univers primitif. »

Les membres de l’équipe ont initialement détecté C-19 dans les données du satellite Gaia à l’aide d’un algorithme qu’ils ont conçu spécifiquement pour détecter les flux stellaires. Les étoiles de C-19 ont également été identifiées par le sondage Pristine – une recherche des étoiles les moins métalliques dans et autour de la Voie lactée à l’aide du télescope Canada-France-Hawaï – comme suffisamment intéressantes pour justifier des observations de suivi.

Les astronomes decouvrent un systeme stellaire moins metallique
Répartition de groupes d’étoiles très denses dans la Voie lactée, appelés amas globulaires, superposés à une carte de la galaxie établie à partir des données obtenues du satellite Gaia. Chaque point représente un amas de quelques milliers à plusieurs millions d’étoiles. La couleur des points montre leur métallicité, c’est-à-dire leur abondance d’éléments lourds par rapport au Soleil. Les étoiles C-19 sont indiquées par des symboles bleu clair. Crédit : N. Martin / Observatoire astronomique de Strasbourg / CNRS ; Télescope Canada-France-Hawaï / Coelum; ESA / Gaïa / DPAC

Pour identifier l’origine des étoiles constitutives de C-19, les astronomes avaient besoin des spectres détaillés de GRACES. L’équipe a également recueilli des données à l’aide d’un spectrographe monté au Gran Telescopio Canarias à La Palma, aux îles Canaries.

« GRACES a fourni les indices critiques que C-19 est un amas globulaire interrompu et non la galaxie naine interrompue la plus courante », a expliqué Kim Venn de l’Université de Victoria, chercheur principal des observations de GRACES. « Nous savions déjà qu’il s’agissait d’un flux très pauvre en métaux, mais l’identifier comme un amas globulaire nécessitait la précision de la métallicité et les abondances chimiques détaillées disponibles uniquement avec des spectres à haute résolution. »

La nouvelle étude suggère également que C-19 doit s’être formé à partir des toutes premières générations d’étoiles, faisant de l’amas une relique remarquable de l’époque où les premiers amas d’étoiles se formaient.

Par conséquent, cette découverte améliore notre compréhension de la formation des étoiles et des amas d’étoiles apparus peu après le Big Bang, et fournit un laboratoire naturel pour étudier les structures les plus anciennes des galaxies.

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