Un amas d'étoiles différent de ce qu'il semble être

Cette nouvelle image acquise par le télescope de sondage du VLT à l'Observatoire de Paranal de l'ESO au nord du Chili montre un vaste ensemble d'étoiles: l'amas globulaire Messier 54. Cet amas ressemble à bien d'autres. Toutefois, il renferme un secret: Messier 54 n'appartient pas à la Voie Lactée, mais à une petite galaxie satellite, la galaxie naine du Sagittaire. Cette filiation pour le moins inhabituelle a permis aux astronomes de mesurer, au moyen du Très Grand Télescope (VLT), la quantité de lithium présente au sein des étoiles situées à l'extérieur de la Voie Lactée. Cet élément s'y trouve-t-il également en quantités plus faibles que ne le prédisent les modèles ?


Autour de la Voie Lactée gravitent plus de 150 amas globulaires, sortes de sphères constituées de centaines de milliers d'étoiles âgées, dont la formation a accompagné celle de notre galaxie. L'un d'eux, ainsi que plusieurs autres également situés dans la constellation du Sagittaire (L'Archer), ont été découverts à la fin du XVIIIe siècle par le chasseur de comètes français Charles Messier. Pour cette raison, il fut baptisé Messier 54.

Plus de deux cents ans après sa découverte, Messier 54 était encore considéré comme semblable aux autres amas globulaires de la Voie Lactée. En 1994 toutefois, il apparut qu'il était en réalité affilié à une galaxie bien distincte de la nôtre - la galaxie naine du Sagittaire. Sa distance fut alors estimée à quelque 90 000 années lumière - ce qui correspond à plus de trois fois la distance séparant la Terre du centre galactique.

Les astronomes ont récemment observé Messier 54 au moyen du VLT. Objectif: tenter de résoudre l'énigme entourant le lithium, l'un des mystères de l'astronomie moderne.

Le lithium est un élément chimique léger, dont la quantité actuellement présente dans l'Univers fut majoritairement créée lors du Big Bang, en même temps que l'hydrogène et l'hélium - quoiqu'en de plus faibles proportions. Les astronomes sont en mesure de déterminer précisément l'abondance théorique de lithium dans l'Univers jeune, et d'en déduire la concentration au sein des étoiles âgées. Toutefois, les résultats obtenus sont incompatibles - les étoiles contiennent environ trois fois moins de lithium qu'elles ne le devraient. En dépit de nombreuses décennies de recherche (1), le mystère demeure donc entier.

Jusqu'à présent, les mesures d'abondance de lithium se restreignaient aux seules étoiles de la Voie Lactée. Mais une équipe d'astronomes conduite par Alessio Mucciarelli (Université de Bologne, Italie), vient d'utiliser le VLT afin de mesurer la quantité de lithium présente au sein d'un échantillon d'étoiles de Messier 54. Il est apparu que les abondances étaient similaires à celles caractérisant les étoiles de la Voie Lactée. Ainsi donc, le problème du lithium n'est pas spécifique à la Voie Lactée.

Cette nouvelle image de l'amas Messier 54 a été constituée à partir des données issues du Télescope de Sondage du VLT (VST) qui équipe l'Observatoire de Paranal. Y figurent l'amas en lui-même ainsi que les très nombreuses étoiles de la Voie Lactée situées en avant-plan.

Notes

(1) Plusieurs scénari ont été envisagés en vue de résoudre l'énigme du lithium. Le premier scénario suppose que les calculs d'abondance de lithium créé lors du Big Bang sont erronés - des tests effectués très récemment tendent toutefois à infirmer cette hypothèse. Le second scénario envisage la possibilité que le lithium ait été, d'une manière ou d'une autre, détruit au sein des toutes premières étoiles, avant même la formation de la Voie Lactée. Enfin, le troisième scénario repose sur l'hypothèse selon laquelle un processus interne aux étoiles aurait progressivement détruit le lithium au cours de leur existence.