Ils identifient deux des blocs les plus anciens avec lesquels notre galaxie s’est formée

Les débuts de l’histoire de notre galaxie, la Voie Lactée, englobent l’union de galaxies plus petites en structures de plus en plus grandes, jusqu’à atteindre l’état actuel. Les scientifiques ont réussi à identifier ce qui semble être deux des premiers éléments constitutifs encore reconnus comme tels : des fragments protogalactiques qui ont fusionné avec une version primitive de notre Voie Lactée il y a entre 12 000 et 13 000 millions d’années, au tout début de l’ère. de la formation des galaxies dans l’univers.

Les composants, que les astronomes ont nommés Shakti et Shiva, ont été identifiés en combinant les données du satellite astronomique Gaia de l’ESA (Agence spatiale européenne) avec les données du Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Pour les astronomes, le résultat équivaut à retrouver les traces d’une colonie initiale devenue une grande ville moderne.

La recherche est l’œuvre de Khyati Malhan et Hans-Walter Rix, de l’Institut Max Planck d’astronomie en Allemagne.

Lorsque les galaxies entrent en collision et fusionnent, plusieurs processus se produisent en parallèle. Chaque galaxie transporte avec elle sa propre réserve d’hydrogène gazeux. Lorsqu’ils entrent en collision, ces nuages ​​d’hydrogène gazeux sont déstabilisés et de nombreuses nouvelles étoiles se forment à l’intérieur. Bien entendu, les galaxies entrantes ont également déjà leurs propres étoiles, et lors d’une fusion, les étoiles des galaxies se mélangeront. A terme, il y aura donc une population d’étoiles nées du produit de la fusion et une ou plusieurs autres nées dans les anciennes galaxies avant leur fusion.

Il peut sembler impossible de distinguer ces populations d’étoiles, quelle que soit leur différence d’âge. Cependant, il existe des moyens d’identifier quelles étoiles proviennent de chaque galaxie prédécesseur.

La principale aide vient de la physique de base. Lorsque les galaxies entrent en collision et que leurs populations stellaires se mélangent, la plupart des étoiles conservent certaines propriétés, directement liées à la vitesse et à la direction de la galaxie dont elles sont issues. Les étoiles de la même galaxie avant la fusion partagent des valeurs similaires à la fois pour leur énergie et pour ce que les physiciens appellent le moment cinétique, le moment associé au mouvement ou à la rotation orbitale. Pour les étoiles se déplaçant dans le champ gravitationnel d’une galaxie, l’énergie et le moment cinétique sont conservés : ils restent inchangés dans le temps. Si nous trouvons un grand groupe d’étoiles avec des valeurs d’énergie et de moment cinétique similaires entre elles et inhabituelles par rapport aux autres étoiles, il est fort probable que ce groupe soit en train de s’intégrer dans la galaxie actuelle en conséquence. d’une fusion entre galaxies qui s’est produite il y a longtemps.

La composition chimique est un autre indice qui peut aider à identifier l’origine. Par rapport aux étoiles formées il y a longtemps, celles qui se sont formées plus récemment contiennent plus d’éléments chimiques autres que les deux plus légers (l’hydrogène et l’hélium). Les astronomes appellent tous ces autres éléments chimiques, lourds par rapport aux deux mentionnés, « métaux ».

Plus la teneur en métal (« métallicité ») est faible, plus l’étoile est vraisemblablement ancienne. Lorsqu’il s’agit d’identifier des étoiles qui existaient déjà il y a 13 milliards d’années, il faut rechercher des étoiles à très faible teneur en métaux.

Identifier les étoiles qui ont rejoint notre Voie lactée comme faisant partie d’une autre galaxie n’a été possible que relativement récemment. Cela nécessite des ensembles de données volumineux et de haute qualité, et l’analyse implique de passer au crible intelligemment les données pour identifier la classe d’objets recherchée. Ce type de données n’est disponible que depuis quelques années. Le satellite astronomique Gaia offre un ensemble de données idéal pour ce type d’archéologie galactique « big data ». Lancé dans l’espace en 2013, Gaia a collecté des données de plus en plus précises au cours de la dernière décennie, incluant désormais les positions, les changements de position et les distances de près de 1,5 milliard d’étoiles dans notre galaxie.

Les auteurs de la nouvelle étude ont utilisé les données de Gaia combinées aux spectres stellaires détaillés du SDSS. Ces dernières fournissent des informations détaillées sur la composition chimique des étoiles. Malhan et Rix ont observé que, pour une gamme donnée d’étoiles pauvres en métaux, les étoiles se regroupaient autour de deux combinaisons spécifiques d’énergie et de moment cinétique.

Une visualisation de la Voie Lactée, avec les étoiles que les auteurs de l’étude ont identifiées comme appartenant à Shiva et Shakti représentées sous forme de points colorés. Les étoiles Shiva apparaissent en vert et les étoiles Shakti en rose. L’absence totale de marqueurs verts et roses dans certaines régions ne signifie pas qu’il n’y a pas d’étoiles Shiva ou Shakti, car l’ensemble de données utilisé pour cette étude ne couvre que des régions spécifiques de notre galaxie. (Image : S. Payne-Wardenaar / K. Malhan / MPIA. CC BY-SA)

Les deux groupes d’étoiles avaient un moment cinétique relativement important, ce qui correspond à des groupes d’étoiles faisant partie de galaxies distinctes ayant fusionné avec la Voie lactée. Malhan a nommé ces deux structures Shakti et Shiva, cette dernière étant l’une des principales divinités de l’hindouisme et la première une force cosmique féminine souvent représentée comme l’épouse de Shiva.

L’étude est intitulée « Shiva et Shakti : fragments proto-galactiques présumés dans la Voie lactée intérieure ». Et cela a été publié dans la revue académique The Astrophysical Journal. (Fontaine: NCYT de Amazings)