La formation de notre Voie lactée peut être qualitativement divisée en différentes phases de construction qui ont conduit à ses populations stellaires structurellement différentes : le halo et les composants du disque. Pour obtenir une image quantitative complète de la composition de la Voie lactée, il faut un grand échantillon d’étoiles avec des âges très précis. Dans une nouvelle étude, des astronomes de l’Institut Max Planck d’astronomie ont analysé un tel échantillon d’étoiles sous-géantes.
Une conception artistique de la Voie Lactée. Crédit : Pablo Carlos Budassi / CC BY-SA 4.0.
« Pour démêler l’histoire de la formation de la Voie lactée, nous devons déterminer combien d’étoiles sont nées, quand, à partir de quel matériau et sur quelles orbites », a déclaré le Dr. Maosheng Xiang et Dr. Hans-Walter Rix de l’Institut Max Planck d’astronomie.
« Cela nécessite des déterminations d’âge précises pour un grand échantillon d’étoiles, allant jusqu’à l’âge le plus ancien possible (environ 14 milliards d’années). »
« Les étoiles sous-géantes, qui sont des étoiles obtenues par fusion de coquilles d’hydrogène, peuvent être des traceurs uniques à ces fins car elles existent dans la courte phase évolutive stellaire qui permet la datation la plus précise et la plus directe, puisque leur luminosité en est une mesure directe. » l’âge est. »
« De plus, les compositions chimiques élémentaires déterminées à partir des spectres de leurs surfaces de photosphère reflètent avec précision leur composition natale il y a des milliards d’années. »
« Cela fait des sous-géantes les meilleurs traceurs pratiques de l’archéologie galactique, même par rapport aux étoiles de séquence principale commutables dont l’abondance de surface peut être modifiée par les effets de diffusion atomique. »
« Cependant, en raison de la courte durée de vie de leur phase évolutive, les étoiles sous-géantes sont relativement rares, et de grandes enquêtes sont essentielles pour créer un large échantillon de ces objets avec de bons spectres qui n’étaient pas disponibles dans le passé. »
Dans leur étude, les astronomes ont utilisé les données de l’observatoire spatial Gaia de l’ESA et du télescope spectroscopique à fibre multi-objets à large zone de ciel (LAMOST) en Chine pour identifier environ 250 000 étoiles sous-géantes couvrant un grand volume spatial de la Voie lactée.
Ils ont estimé les âges individuels de ces étoiles, les trouvant entre 1,5 et 13,8 milliards d’années.
Ils ont ensuite identifié et caractérisé les origines des différents éléments structuraux des populations d’étoiles à disque et à halo.
Leurs découvertes indiquent que la formation du disque épais a commencé il y a environ 13 milliards d’années, soit seulement 800 millions d’années après le Big Bang.
Les auteurs calculent que le halo galactique intérieur s’est formé deux milliards d’années plus tard – grâce à la fusion de la galaxie Gaia Encelade avec l’ancienne Voie lactée, qui aurait coïncidé avec l’époque où la plupart des étoiles du disque épais étaient formées par un déchaînement.
« L’âge, la composition et le mouvement de ces étoiles soulignent les processus dynamiques impliqués dans la formation de notre galaxie », ont-ils déclaré.
L’article de l’équipe a été publié dans la revue nature.
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M. Xiang & HW Rix. 2022. Une image résolue dans le temps de l’histoire de la formation initiale de notre Voie lactée. nature 603, 599-603 ; doi : 10.1038/s41586-022-04496-5