On pense que notre Voie lactée abrite jusqu'à 400 milliards d'étoiles, dont l'un est, bien sûr, notre propre soleil. Mais comment et quand ces étoiles se sont-elles formées, et d'où venaient-ils ?

Comprendre la population stellaire de notre galaxie pourrait révéler beaucoup de choses, non seulement sur notre propre maison, mais aussi sur l'univers dans son ensemble. L'archéologie dite galactique peut révéler comment les galaxies prennent forme, et expliquer certaines de nos complexités intéressantes.

Bien sûr, étant donné notre emplacement à l'intérieur, la Voie lactée est aussi le meilleur laboratoire dont nous disposons pour étudier les subtilités de l'évolution des galaxies, mouvement, et forme. Et en étudiant ces milliards de points lumineux énigmatiques à l'intérieur de notre galaxie, tout un domaine de compréhension s'ouvre.

Supernovae

Les étoiles jouent un rôle vital dans la vie d'une galaxie. Une petite fraction finit sa vie sous forme d'explosions appelées supernovae, et via ces événements, ils libèrent tous les éléments plus lourds nécessaires pour faire des choses comme des planètes, astéroïdes, et même la vie elle-même. Alors, que peuvent nous dire ces événements sur notre galaxie ?

Le professeur Dan Maoz de l'Université de Tel Aviv en Israël est à la tête d'un projet appelé EMERGE qui cherche à répondre à des questions comme celle-ci. "L'idée derrière EMERGE est d'essayer d'obtenir autant d'informations que possible par observation qui sont pertinentes à cette question, " il a dit, 'c'est-à-dire où, comment, et quand les divers éléments de l'univers ont été produits, et comment ils ont été distribués dans les étoiles de notre galaxie."

Étoiles, comme notre soleil, contiennent un enregistrement semblable à un fossile de toutes les générations précédentes d'étoiles qui ont explosé en supernovae, nous permettant presque de remonter le temps en étudiant les étoiles actuelles. "Et c'est l'idée, de voir comment à partir de ces processus fondamentaux d'enrichissement par les supernovae, l'image actuelle de notre galaxie a émergé, " a déclaré le professeur Maoz.

Pour accéder à cet enregistrement semblable à un fossile, le projet utilise le télescope Gaia de l'Agence spatiale européenne (ESA). Lancé en 2013 et positionné à 1,5 million de kilomètres de la Terre, cet observatoire spatial avancé est sur une mission d'une décennie pour étudier plus de deux milliards d'étoiles dans notre galaxie, l'enquête galactique la plus vaste de l'histoire.

Les données de Gaia permettent au professeur Maoz de sonder ce qu'on appelle la fonction de masse initiale (FMI) des étoiles, le nombre relatif de petites et de grandes étoiles formées dans une population donnée. En connaissant la distance et la luminosité de telles étoiles, leur FMI peut être examiné - et avec lui, leur histoire peut être reconstituée.

Déjà quelques découvertes intéressantes ont été faites. Par exemple, en mesurant leur FMI, Le professeur Maoz et ses collègues ont pu confirmer qu'un groupe de plusieurs milliards d'étoiles de notre galaxie connu sous le nom de "Gaia Sausage" n'était pas originaire de notre galaxie, et en fait fusionné avec notre Voie Lactée.

"À notre surprise, nous avons découvert qu'elles ont une fonction de masse initiale très distincte des étoiles normales de notre galaxie, " a déclaré le professeur Maoz. Leur FMI, comme une signature génétique, a confirmé les indications précédentes selon lesquelles « cette population d'étoiles a été engloutie par la Voie lactée il y a 10 milliards d'années ».

Archéologie galactique

Savoir où et comment les étoiles se sont formées peut nous en dire beaucoup sur notre galaxie. Mais un autre élément clé pour comprendre la Voie lactée est de déterminer l'âge de ses différentes étoiles, ce qui nous permet à son tour d'étudier l'histoire de notre galaxie, une approche connue sous le nom d'archéologie galactique.

Le projet d'Astérochronométrie, dirigé par le Dr Andrea Miglio de l'Université de Birmingham au Royaume-Uni, cherche à approfondir cela plus en détail pour comprendre comment les galaxies spirales aiment notre propre forme et évoluent. Il le fera en mesurant l'âge de dizaines de milliers d'étoiles de la Voie lactée, mais cela a nécessité une réflexion nouvelle pour y parvenir.

Le projet utilise une méthode unique de datation des étoiles connue sous le nom d'astérosismologie qui repose sur le pouls de la luminosité de chaque étoile, complétée par les informations inédites de Gaia, pour comprendre de nombreux âges stellaires à la fois et ainsi reconstruire la chronologie des événements qui ont formé notre galaxie.

"Avant Gaïa, nous n'avions des informations sur les distances que pour quelques milliers d'étoiles (à proximité), " dit le Dr Miglio. " Maintenant avec Gaia, nous avons des informations très précises sur l'emplacement des étoiles. Quand tu as la distance, vous pouvez en déduire très précisément (la) luminosité. Avec Gaïa, on peut le faire (à quelques milliers d'années-lumière) du Soleil, afin que vous puissiez commencer à explorer différentes régions de la galaxie."

Pour atteindre des âges de haute précision, le projet s'appuie également sur les données des télescopes de chasse aux planètes, comme Kepler de la NASA et CoRoT de l'ESA, qui ont recherché des planètes en mesurant les changements de luminosité d'une étoile, et le TESS de la NASA, qui le fait encore aujourd'hui.

De tels changements au fil du temps sont directement liés à l'âge d'une étoile. "Ces changements sont liés aux ondes sonores piégées dans l'intérieur stellaire, " a déclaré le Dr Miglio. " En mesurant la fréquence de ces modes d'oscillation, vous pouvez (calculer) la masse, et puis vous pouvez avoir un âge très précis."

On espère que le modèle pourra atteindre une précision de 90% sur ces âges stellaires, 'ce qui est vraiment incroyable, " dit le Dr Miglio, car il peut nous permettre de dater des objets de l'histoire de 10 milliards d'années de la Voie lactée avec une incertitude d'un milliard d'années seulement. Cette étude des âges stellaires permettra de dresser un tableau de l'évolution de notre galaxie, en utilisant des étoiles comme des « anneaux d'arbre » ou des « fossiles », " dit le Dr Miglio. " Vous pouvez reconstituer quand un certain événement s'est produit, et comment la Voie Lactée a vraiment évolué, " il a dit, "et comment différentes régions de la galaxie ont été enrichies de certains éléments."

Ce faisant, avec des projets comme EMERGE, peut commencer à nous dire si notre Voie lactée est similaire dans sa structure et son évolution à d'autres galaxies spirales que nous pouvons observer. "Une fois que nous avons compris l'assemblage de la Voie Lactée, on peut voir s'il est unique, " a déclaré le Dr Miglio.