La formation du Soleil, le système solaire et l'émergence subséquente de la vie sur Terre peuvent être une conséquence d'une collision entre notre galaxie, la voie Lactée, et une galaxie plus petite appelée Sagittaire, découvert dans les années 1990 en orbite autour de notre maison galactique.

Les astronomes savent que le Sagittaire brise à plusieurs reprises le disque de la Voie lactée, alors que son orbite autour du noyau de la galaxie se resserre en raison des forces gravitationnelles. Des études antérieures ont suggéré que le Sagittaire, une galaxie dite naine, avait eu un effet profond sur la façon dont les étoiles se déplacent dans la Voie lactée. Certains prétendent même que la structure en spirale caractéristique de la Voie Lactée, 10 000 fois plus massive, pourrait être le résultat d'au moins trois accidents connus avec le Sagittaire au cours des six derniers milliards d'années.

Une nouvelle étude, sur la base des données recueillies par Gaia, la centrale de cartographie galactique de l'ESA, révélé pour la première fois que l'influence du Sagittaire sur la Voie lactée pourrait être encore plus substantielle. Les ondulations causées par les collisions semblent avoir déclenché des épisodes majeurs de formation d'étoiles, l'un d'eux a à peu près coïncidé avec l'époque de la formation du Soleil il y a environ 4,7 milliards d'années.

"On sait d'après les modèles existants que le Sagittaire est tombé dans la Voie lactée trois fois, d'abord il y a environ cinq ou six milliards d'années, puis il y a environ deux milliards d'années, et enfin il y a un milliard d'années, " dit Tomás Ruiz-Lara, chercheur en astrophysique à l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) à Tenerife, Espagne, et auteur principal de la nouvelle étude publiée dans Astronomie de la nature .

« Quand nous avons examiné les données de Gaia sur la Voie lactée, nous avons trouvé trois périodes d'augmentation de la formation d'étoiles qui ont culminé il y a 5,7 milliards d'années, Il y a 1,9 milliard d'années et 1 milliard d'années, correspondant au moment où le Sagittaire est censé avoir traversé le disque de la Voie lactée."

Ondulations sur l'eau

Les chercheurs ont examiné les luminosités, distances et couleurs des étoiles dans une sphère d'environ 6 500 années-lumière autour du Soleil et comparé les données avec les modèles d'évolution stellaire existants. Selon Tomás, l'idée que la galaxie naine ait pu avoir un tel effet a beaucoup de sens.

"Au début tu as une galaxie, la voie Lactée, qui est relativement calme, " dit Tomás. "Après une première époque violente de formation d'étoiles, en partie déclenchée par une fusion antérieure comme nous l'avons décrit dans une étude précédente, la Voie Lactée avait atteint un état d'équilibre dans lequel les étoiles se formaient régulièrement. Soudainement, vous faites tomber le Sagittaire et perturbez l'équilibre, provoquant le tourbillonnement de tout le gaz et de la poussière auparavant immobiles à l'intérieur de la plus grande galaxie comme des ondulations sur l'eau. »

Dans certaines régions de la Voie lactée, ces ondulations conduiraient à des concentrations plus élevées de poussières et de gaz, en vidant les autres. La forte densité de matière dans ces zones déclencherait alors la formation de nouvelles étoiles.

"Il semble que non seulement le Sagittaire ait façonné la structure et influencé la dynamique du mouvement des étoiles dans la Voie lactée, cela a également conduit à une accumulation de la Voie lactée, " dit Carme Gallart, un co-auteur de l'article, également de l'IAC. "Il semble qu'une partie importante de la masse stellaire de la Voie lactée se soit formée en raison des interactions avec le Sagittaire et n'existerait pas autrement."

La naissance du Soleil

En réalité, il semble possible que même le Soleil et ses planètes n'auraient pas existé si le nain Sagittaire n'avait pas été piégé par l'attraction gravitationnelle de la Voie lactée et n'avait finalement traversé son disque.

"Le Soleil s'est formé au moment où les étoiles se formaient dans la Voie Lactée à cause du premier passage du Sagittaire, " dit Carme. "Nous ne savons pas si le nuage particulier de gaz et de poussière qui s'est transformé en Soleil s'est effondré à cause des effets du Sagittaire ou non. Mais c'est un scénario possible car l'âge du Soleil est cohérent avec une étoile formée à la suite de l'effet Sagittaire."

Chaque collision a dépouillé le Sagittaire d'une partie de son gaz et de sa poussière, laissant la galaxie plus petite après chaque passage. Les données existantes suggèrent que le Sagittaire pourrait avoir à nouveau traversé le disque de la Voie lactée assez récemment, au cours des dernières centaines de millions d'années, et en est actuellement très proche. En réalité, la nouvelle étude a révélé un récent sursaut de formation d'étoiles, suggérant une éventuelle vague nouvelle et en cours de naissance stellaire.

Selon Timo Prusti, scientifique du projet Gaia de l'ESA, des informations aussi détaillées sur l'histoire de la formation des étoiles de la Voie lactée ne seraient pas possibles avant Gaia, le télescope de cartographie des étoiles lancé fin 2013, dont les deux publications de données en 2016 et 2018 ont révolutionné l'étude de la Voie lactée.

"Certaines déterminations de l'histoire de la formation d'étoiles dans la Voie lactée existaient auparavant sur la base des données de la mission Hipparcos de l'ESA au début des années 1990, " dit Timo. " Mais ces observations étaient focalisées sur le voisinage immédiat du Soleil. Ce n'était pas vraiment représentatif et donc il ne pouvait pas découvrir ces sursauts en formation d'étoiles que nous voyons maintenant.

"C'est vraiment la première fois que nous voyons une histoire détaillée de la formation des étoiles de la Voie lactée. C'est un témoignage de la puissance scientifique de Gaia que nous avons vu se manifester encore et encore dans d'innombrables études révolutionnaires sur une période de seulement quelques d'années."

"The recurrent impact of the Sagittarius dwarf on the Milky Way star formation history" par T. Ruiz-Lara et al est publié dans Astronomie de la nature .