Voie lactée : les doyennes des étoiles préservent notre histoire

Une équipe internationale d’astronomes de l’Institut d’Astrophysique Leibniz de Postdam (Allemagne) et de l’UCLA (Californie – USA) a réussi à étudier les plus anciennes étoiles connues jusque là au cœur de notre galaxie. Des fossiles vivants de plus de 10 milliards d’années nichés à plus de 20000 années-lumières de chez nous.

Utiliser des étoiles variables de type RR Lyrae

Les astronomes ont utilisés le spectographe AAOmega du télescope anglo-australien (Siding Spring – Australie) pour s’intéresser à d’anciennes classes d’étoiles appelées variables de type RR Lyrae. Ces étoiles ne brillent plus que par intermittence, une fois par jour, ce qui rend leur étude difficile, même si elles présentent l’avantage d’être des « chandelles standards » (ce sont des objets astronomiques dont la luminosité est connue). Les RR Lyrae permettent de faire des estimations de distance très exacte et on ne les trouve que dans des populations d’étoiles de plus de 10 milliards d’années. Les scientifiques ont enregistré les vitesses de centaines d’étoiles simultanément dans la direction de la constellation du Sagittaire, c’est-à-dire en direction du centre de notre galaxie. Grâce à ces enregistrements, ils ont pu découvrir les premières données restantes de la formation de la Voie lactée.

Une stratigraphie cosmique

La Voie lactée est composée de multiples générations d’étoiles qui ont traversé le temps depuis sa création à nos jours. Les éléments lourds, que les astronomes appellent d’un nom global de « métaux » sont brassés dans les étoiles, les générations les plus jeunes sont plus riches en métal. Dès lors, on s’attend à ce que les composantes les plus anciennes de notre galaxie soient des étoiles pauvres en métal. La plupart des régions centrales de notre galaxie sont constituées d’étoiles riches en métal, à peu près comme notre Soleil. Elles forment au sein du bulbe de la Voie lactée, une barre de très forte densité d’étoiles. Ces étoiles sont connues pour graviter à peu près autour du centre de la galaxie, en tournant toutes dans le même sens et en suivant une orbite en forme de terrain de football américain. L’hydrogène de la galaxie suit lui aussi ce type de rotation. En conséquence on pensait que toutes les étoiles du centre de la galaxie tournaient dans cette même direction. La surprise qui attendaient les astronomes c’est que justement les RR Lyrae ne suivent pas ce type d’orbite et semblent avoir des mouvements aléatoires. Cela signifierait qu’elles datent de l’époque où la Voie lactée était en train de se former et qu’elles garderaient donc la mémoire de la formation de la Voie lactée avant même la constitution de la barre.

Bientôt beaucoup plus de données

Les prochaines étapes de cette exploration du passé de la Voie lactée passeront par l’observation d’un échantillon d’étoiles beaucoup plus important (3 à 4000 au lieu de 1000 aujourd’hui) et par l’analyse détaillée de la composition en métaux de ces étoiles. L’archéologie galactique n’en est qu’à ses débuts et nul doute qu’elle va faire un bond en avant dans quelques mois avec les premières publications issues des données récoltées par la sonde Gaia de l’ESA. Lancée il y a 3 ans, son objectif était justement de mieux connaître notre galaxie aujourd’hui et hier.

Sophie Hoguin