Une collision survenue aux débuts de la Voie lactée a laissé des traces encore reconnaissables aujourd’hui, près de 12 milliards d’années plus tard.
Notre Galaxie n’a pas toujours eu sa taille actuelle. Elle s’est agrandie en formant des étoiles, mais aussi en absorbant des galaxies plus petites. Des astronomes viennent de préciser l’un des épisodes les plus anciens de cette histoire. Il se serait produit il y a environ 11,8 milliards d’années, soit 1,8 milliard d’années avant une autre grande fusion déjà connue.
Vue d’artiste de la collision entre la jeune Voie lactée et la galaxie naine Low-energy-Kraken-Heracles, il y a environ 12 milliards d’années.
Crédit : NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
La galaxie absorbée n’existe plus en tant que telle. Les chercheurs l’ont baptisée Low-energy-Kraken-Heracles, ou LKH. Elle aurait contenu des étoiles totalisant environ 500 millions de masses solaires. À cette époque, cette quantité représentait une part importante de la jeune Voie lactée. La rencontre a donc participé très tôt à sa construction.
Comment retrouver un événement aussi ancien ? L’équipe a étudié 39 amas globulaires situés dans les régions internes de notre Galaxie. Ces groupes très denses rassemblent chacun des dizaines de milliers à plusieurs millions d’étoiles. Leur grand âge en fait des témoins de périodes dont les autres traces ont largement disparu.
Les observations du télescope spatial Hubble ont permis de mesurer précisément l’âge de ces amas et leur composition chimique. Les chercheurs ont notamment comparé leur teneur en éléments plus lourds que l’hélium. Les données de la mission Gaia ont également aidé à distinguer les différentes populations d’amas présentes au cœur de la Voie lactée.
Trois groupes sont alors apparus. L’un correspond aux amas formés dans la jeune Voie lactée. Un autre est associé à Gaia-Sausage-Enceladus, une galaxie absorbée il y a environ 10 milliards d’années. Entre les deux se trouve une troisième population, dont les âges et la composition indiquent une origine différente : LKH.
La majorité de sa matière stellaire se serait retrouvée dans les 6 kiloparsecs centraux de la Voie lactée, soit environ 19 600 années-lumière autour du centre galactique.
Le travail se poursuit avec de nouveaux amas globulaires observés par Hubble. Leur datation pourrait permettre d’identifier d’autres fusions anciennes et de préciser progressivement la chronologie des premières étapes de formation de la Voie lactée.