Une "étude génétique" des étoiles de notre Galaxie

En étudiant en détail la composition d'étoiles avec le VLT (Very Large Telescope) de l'ESO, des astronomes apportent un nouveau regard à l'histoire de notre galaxie hôte, la Voie lactée. Ils révèlent que la partie centrale de notre galaxie s'est formée non seulement très rapidement mais également indépendamment du reste.


"Pour la première fois, nous avons clairement établi une 'différence génétique' entre les étoiles dans le disque et le bombement de notre galaxie", commente Manuela Zoccali, auteur principal d'un article présentant ces résultats dans le journal Astronomy and Astrophysics. "Nous déduisons de ceci que le bombement doit s'être formé plus rapidement que le disque, en moins d'un milliard d'années, et quand l'Univers était encore très jeune".

La Voie lactée est une galaxie en spirale ayant des bras de gaz, de poussières et d'étoiles se tenant dans un disque aplati, et se prolongeant directement hors d'un noyau sphérique d'étoiles dans la région centrale. Le noyau sphérique est appelé un bombement, parce qu'il est gonflé hors du disque. Tandis que le disque de notre Galaxie se compose d'étoiles de tous les âges, le bombement contient de vieilles étoiles datant du temps où la galaxie s'est formée, il y a plus de 10 milliards d'années. Ainsi, étudier le bombement permet aux astronomes d'en savoir plus sur la façon dont notre galaxie s'est formée.

La génétique par l'analyse des éléments chimiques

Pour parvenir à ceci, une équipe internationale d'astronomes a analysé en détail la composition chimique de 50 étoiles géantes dans quatre secteurs différents du ciel vers le bombement galactique. Ils se sont servis du spectrographe FLAMES/UVES sur le VLT de l'ESO pour obtenir des spectres en haute résolution.

La composition chimique des étoiles porte la signature des processus d'enrichissement subis par la matière interstellaire jusqu'au moment de leur formation. Elle dépend de l'histoire précédente de formation des étoiles et peut être employée ainsi pour déduire s'il y a un 'lien génétique' entre différents groupes stellaires. En particulier, la comparaison entre les taux d'oxygène et de fer dans les étoiles est très instructive. L'oxygène est principalement produit par l'explosion d'étoiles massives de courte durée de vie (des supernovae de type II), alors que le fer provient la plupart du temps de supernovae de type Ia, lesquelles peuvent mettre beaucoup plus de temps à se développer. Comparer les quantités d'oxygène et de fer donne donc un aperçu sur le taux de natalité d'étoiles dans le passé de la Voie lactée.

Les astronomes ont clairement établi que, pour un contenu donné de fer, les étoiles dans le bombement possèdent plus d'oxygène que leurs contreparties du disque. Ceci souligne une différence systématique et héréditaire entre le bombement et le disque d'étoiles.

"En d'autres termes, le bombement d'étoiles ne provient pas du disque et n'a pas migré ensuite vers l'intérieur mais s'est plutôt formé indépendamment", ajoute Zoccali. "D'ailleurs, l'enrichissement chimique du bombement, et par conséquent sa période de formation, a été plus rapide que celui du disque".

Les comparaisons avec les modèles théoriques indiquent que le bombement galactique doit s'être formé en moins d'un milliard d'années, très probablement par une série de sursauts quand l'Univers était encore très jeune.