De nouvelles découvertes mettent en lumière l’évolution de la Voie lactée
Des galaxies telles que notre propre Voie lactée se forment lorsque de petites galaxies sont «englouties» par de plus grandes. Ce processus laisse une «empreinte» en termes de composition chimique et de mouvement des étoiles. «En détectant et en analysant ces caractéristiques, nous pouvons déduire l’histoire de notre galaxie», explique Xavier Luri, coordinateur du projet Gal-HD et professeur au département de physique quantique et d’astrophysique de l’Université de Barcelone en Espagne. Beaucoup d’aspects demeurent toutefois inconnus. L’observatoire spatial Gaia de l’Agence spatiale européenne a été mis en orbite en 2013 pour jeter un nouvel éclairage sur l’évolution de notre galaxie. Pour ce faire, il a mesuré les positions, les distances et les mouvements des étoiles avec une précision sans précédent. L’objectif était d’élaborer la plus grande et la plus précise carte tridimensionnelle de notre galaxie.
Repenser l’évolution galactique
Le projet Gal-HD, entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, a cherché à exploiter ces données afin de mieux comprendre plusieurs processus clés de l’évolution galactique. Ces processus comprennent la constitution du halo (la région externe, essentiellement sphérique, d’une galaxie), ainsi que les processus de formation des étoiles au sein du «disque» galactique. Nous avons utilisé à cette fin la «carte des étoiles» de Gaia pour examiner l’empreinte que ces processus ont laissée en termes de répartition des étoiles et de leur vitesse. Cela a permis à l’équipe de trouver des indices et de proposer de nouvelles idées sur l’évolution de la Voie lactée. «Nos travaux ont révélé un lien évident entre la dynamique des disques de la Voie lactée et la galaxie naine du Sagittaire, une petite galaxie actuellement perturbée par l’attraction gravitationnelle de la nôtre», ajoute Teresa Antoja, boursière du programme Marie Skłodowska-Curie, également à l’Université de Barcelone. «Ce processus a laissé une très nette empreinte dans la dynamique du disque.» Teresa Antoja et Xavier Luri ont également pu démontrer que notre disque galactique n’est pas aussi stable qu’on le pensait. Cela remet en question l’idée communément admise selon laquelle le disque est en équilibre. «Des perturbations, comme celle causée par le passage de la galaxie du Sagittaire, sont probablement à l’origine de différentes sous-structures qui se retrouvent dans les parties les plus extérieures du disque de la Voie lactée», remarque Teresa Antoja.
Cartographier la Voie lactée
Les découvertes du projet, telles que l’impact de la galaxie naine du Sagittaire sur la Voie lactée, ont ouvert de nouveaux débats dans le domaine de l’astrophysique. «Nos découvertes représentent un changement de paradigme dans notre compréhension de l’évolution galactique», déclare Teresa Antoja. «Les modèles galactiques qui appliquent l’hypothèse de l’équilibre des disques, par exemple, doivent être repensés.» Le projet a également révélé que la galaxie du Sagittaire a un impact sur la partie interne du disque, ce qui complique encore notre compréhension de la dynamique des disques. «Tout cela sera certainement étudié dans un avenir proche», confie Teresa Antoja. Une nouvelle version des données de Gaia a été publiée en décembre 2020, apportant aux scientifiques encore plus d’étoiles et de précision pour leurs travaux. «Nous avons déjà commencé à enrichir notre travail avec ces nouvelles données», explique Teresa Antoja. «Nous avons l’intention de les combiner avec nos travaux existants, afin d’approfondir notre compréhension de la Voie lactée.» Xavier Luri estime que le projet Gal-HD représente une étape importante dans notre compréhension de l’évolution galactique et de sa structure. «Il a ouvert de nouveaux domaines de recherche et a changé les paradigmes existants», ajoute-t-il. «Conjugué au travail de toute la communauté exploitant les données de Gaia, ce projet conduira à une compréhension beaucoup plus complète et détaillée de l’évolution des galaxies, et en particulier de la Voie lactée.»
Mots‑clés
Gal-HD, astrophysique, quantique, espace, galaxie, Gaia, Voie lactée, Sagittaire
