Au cours des 10 dernières années, le Centre d’excellence australien ARC en astrophysique du ciel en 3 dimensions (ASTRO 3D) a étudié la formation d’étoiles, l’enrichissement chimique, la migration et les fusions dans la Voie lactée avec le télescope anglo-australien (AAT).
Leurs travaux font partie du projet GALactic Archaeology with HERMES (GALAH), une collaboration internationale de plus de 100 scientifiques d’instituts et d’universités du monde entier. Ces observations ont conduit à des ensembles de données multidimensionnelles à la plus haute résolution spectrale pour plus d’un million d’étoiles de la Voie Lactée.
Les précédentes publications de données de GALAH ont conduit à de nombreuses découvertes importantes sur l’évolution de la Voie lactée, l’existence d’exoplanètes, d’amas d’étoiles cachés et bien d’autres encore. Dans la quatrième publication de données (DR4), l’équipe GALAH a publié les empreintes chimiques (spectres) de près d’un million d’étoiles.
Ces données constituent l’aboutissement d’un projet de 10 ans et ont été publiées lors de la célébration du 50e anniversaire de l’AAT. Selon l’étude qui accompagne la publication, les données éclaireront des décennies de recherche sur la formation et l’évolution de notre galaxie.
L’étude a été dirigée par Sven Buder, chercheur à ASTRO 3D et à l’Université nationale australienne (ANU). Il a été rejoint par une équipe internationale de chercheurs de l’École de recherche en astronomie et astrophysique de l’ANU, ASTRO 3D, ACCESS-NRI, le UNSW Data Science Hub, le Sydney Institute for Astronomy, Astrophysics and Space Technologies Research Center, Space Telescope Science Institute (STScI ), le Centre d’astrophysique stellaire, l’Institut international des sciences spatiales et plusieurs universités.
Le document décrivant la publication des données a été récemment accepté par Publications de la Société Astronomique d’Australie. C’est actuellement disponible sur le arXiv serveur de préimpression.
L’enquête GALAH s’appuie sur le spectrographe multi-éléments à haute efficacité et résolution (HERMES) fonctionnant en conjonction avec le positionneur à champ 2 degrés (2dF). Les deux instruments font partie du télescope anglo-australien (AAT) situé à l’observatoire de Siding Spring à Coonabarabran, en Nouvelle-Galles du Sud.
Le positionneur 2dF place une fibre à l’emplacement d’une étoile afin que la lumière passe vers l’instrument HERMES, qui obtient des spectres détaillés de 392 objets à la fois sur deux degrés du ciel. Comme l’explique le Dr Buder, chercheur à l’Université nationale australienne, dans un récent communiqué de presse de Science in Public : « Notre travail est axé sur la collecte d’autant de données de qualité que possible.
« GALAH nous a montré quels éléments chimiques composent les étoiles de la Voie Lactée. Cet ensemble de données nous aide désormais à renforcer notre capacité à vieillir avec précision les étoiles de notre voisinage et à comprendre d’où elles viennent. Ces données deviennent un outil puissant permettant aux astronomes de tester de nouveaux théories et faire de nouvelles découvertes scientifiques sur l’univers.
Les scientifiques du projet s’appuient également sur les données des missions Gaia, Kepler et CoRoT, qui ont collecté des données optiques sur d’innombrables étoiles de notre galaxie. Le projet GALAH vise à déterminer l’âge de ces étoiles via leurs signatures chimiques pour avoir une idée plus précise de l’assemblage de la Voie Lactée. Cela permettra aux astronomes d’estimer une chronologie de l’évolution chimique et dynamique de la galaxie et d’étudier les changements dans le taux de formation d’étoiles au fil du temps.
« Nous avons mesuré les éléments contenus dans ces étoiles, comme le carbone, l’azote, l’oxygène, ainsi que les éléments lourds présents dans nos smartphones et véhicules électriques », a ajouté le Dr Buder. « Ces données nous aideront à comprendre comment ces éléments sont produits dans les étoiles, ce qui est fondamental pour expliquer les origines des éléments constitutifs de la vie. »
Les données spectrales sont constituées du spectre visible avec des codes-barres superposés qui indiquent à quelles longueurs d’onde la lumière est absorbée. Ce sont les « empreintes chimiques » de l’étoile, révélant leur composition globale. Ces données aideront également les astronomes à comprendre comment les éléments se sont formés et distribués dans l’univers, offrant ainsi des indices sur l’évolution cosmique. Comme si cela ne suffisait pas, les spectres peuvent également être utilisés pour détecter potentiellement les signatures de systèmes planétaires.
Dans le passé, les données GALAH ont montré des étoiles qui auraient pu consommer des planètes lors du développement de la Voie lactée. Le professeur Daniel Zucker, co-auteur de l’Université Macquarie, a déclaré :
« L’enquête GALAH a détecté des signes indiquant que certaines étoiles auraient pu « manger » les planètes qui étaient en orbite autour d’elles. Cela peut être observé en examinant la composition chimique de l’étoile, car les éléments de la planète consommée apparaîtraient comme des marqueurs dans la composition chimique de l’étoile. spectre. »
Les ensembles de données GALAH ont eu un impact profond sur la communauté astronomique mondiale et ont donné lieu à 290 études scientifiques à ce jour. L’article précédent de publication de données (DR3) couvrait 300 000 étoiles et est devenu l’ouvrage le plus cité de l’année par la revue responsable. Avec des données sur près d’un million d’étoiles, l’impact scientifique de cette dernière publication devrait être énorme. L’ensemble de données GALAH devrait également jouer un rôle essentiel dans la formation de la prochaine génération d’outils d’apprentissage automatique, de plus en plus importants pour l’astronomie.
« Nous envisageons vraiment une période incroyablement excitante au cours des prochaines années, où toutes ces découvertes sur ce qui se passe dans notre univers découleront des données que nous avons collectées ici même en Australie à l’aide de télescopes australiens et en nous appuyant sur la recherche australienne. « , a déclaré le professeur agrégé Sarah Martell de l’UNSW, un membre clé du projet.
Le professeur Emma Ryan-Weber, directrice d’ASTRO 3D, a ajouté que le projet GALAH est directement aligné sur la mission d’ASTRO 3D : « Il nous aide à comprendre comment les galaxies construisent leur masse au fil du temps. Les informations chimiques recueillies par l’équipe de recherche sont comme l’ADN stellaire. nous pouvons l’utiliser pour savoir d’où vient chaque étoile.
« Nous pouvons également déterminer leur âge et leurs mouvements et mieux comprendre comment la Voie lactée et d’autres galaxies se sont formées et ont évolué.
« De plus, alors que la mission ASTRO 3D touche à sa fin, le projet GALAH laissera un héritage durable de la science australienne qui éclairera les découvertes astronomiques sur les origines et le développement de l’univers pour les décennies à venir. »
La version DR4 peut être trouvée icitandis que la liste complète des jeux de données GALAH peut être trouvée ici.
Plus d’informations :
S. Buder et al, L’enquête GALAH : sortie de données 4, arXiv (2024). DOI : 10.48550/arxiv.2409.19858