Les astronomes ont découvert certaines des étoiles les plus anciennes de notre galaxie de la Voie lactée en déterminant leurs emplacements et leurs vitesses, selon une étude menée par des scientifiques de la Georgia State University.

Tout comme les humains, les étoiles ont une durée de vie :naissance, jeunesse, l'âge adulte, aîné et mort. Cette étude s'est focalisée sur des stars anciennes ou « seniors », également connu sous le nom de sous-nains cool, qui sont beaucoup plus vieux et plus frais que le soleil.

La Voie lactée a près de 14 milliards d'années, et ses étoiles les plus anciennes se sont développées au début de la formation de la galaxie, ce qui les rend âgés d'environ six à neuf milliards d'années. Ils se trouvent dans le halo, une composante à peu près sphérique de la galaxie qui s'est formée en premier, dans lequel les vieilles étoiles se déplacent sur des orbites très allongées et inclinées. Les étoiles plus jeunes de la Voie lactée tournent ensemble le long du disque de la galaxie sur des orbites à peu près circulaires, un peu comme des chevaux sur un manège.

Dans cette étude, publié dans l'édition de novembre 2017 de Le journal astronomique , les astronomes ont effectué un recensement de notre voisinage solaire pour identifier combien de jeunes, les étoiles adultes et vieilles sont présentes. Ils ont ciblé les étoiles à une distance de 200 années-lumière, qui est relativement proche étant donné que la galaxie fait plus de 100, 000 années-lumière de diamètre. Une année-lumière est la distance que la lumière peut parcourir en un an. C'est plus loin que l'horizon traditionnel de la région de l'espace que l'on appelle « le voisinage solaire, " qui a un rayon d'environ 80 années-lumière.

"La raison pour laquelle mon horizon est plus lointain, c'est qu'il n'y a pas beaucoup de personnes âgées (vieilles étoiles) dans notre quartier solaire, " a déclaré le Dr Wei-Chun Jao, auteur principal de l'étude et chercheur scientifique au Département de physique et d'astronomie de l'État de Géorgie. "Il y a plein d'étoiles adultes dans notre voisinage solaire, mais il n'y a pas beaucoup de seniors, nous devons donc aller plus loin dans la galaxie pour les trouver."

Les astronomes ont d'abord observé les étoiles pendant de nombreuses années avec le télescope de 0,9 mètre de l'observatoire interaméricain Cerro Tololo aux États-Unis, au pied des Andes chiliennes. Ils ont utilisé une technique appelée astrométrie pour mesurer la position des étoiles et ont pu déterminer les mouvements des étoiles dans le ciel, leurs distances et si chaque étoile avait ou non un compagnon caché en orbite.

Les travaux de l'équipe ont augmenté de 25 % la population connue d'étoiles anciennes dans notre voisinage solaire. Parmi les nouveaux sous-nains, les chercheurs ont découvert deux vieilles étoiles binaires, même si les étoiles plus âgées sont généralement seules, plutôt que par paires.

"J'ai identifié deux nouvelles étoiles doubles possibles, appelés binaires, " dit Jao. " Il est rare que des personnes âgées aient des compagnons. Les personnes âgées ont tendance à vivre seules. J'ai ensuite utilisé le télescope spatial Hubble de la NASA pour détecter les deux étoiles dans l'un des binaires et mesuré la séparation entre elles, qui nous permettra de mesurer leurs masses."

Jao a également décrit deux méthodes pour identifier ces vieilles étoiles rares. Une méthode utilise les emplacements des étoiles sur une carte fondamentale de l'astronomie stellaire connue sous le nom de diagramme Hertzsprung-Russell (H-R). C'est une technique classique qui place les vieilles étoiles en dessous de la séquence d'étoiles naines comme le soleil sur le diagramme H-R, d'où le nom de "sous-nains".

Les auteurs ont ensuite examiné attentivement une caractéristique particulière des étoiles subnaines connues :la vitesse à laquelle elles se déplacent dans le ciel.

"Chaque étoile se déplace dans le ciel, " dit Jao. " Ils ne restent pas immobiles. Ils se déplacent en trois dimensions, avec quelques étoiles se déplaçant directement vers ou loin de nous, mais la plupart se déplaçant tangentiellement à travers le ciel. Dans mes recherches, J'ai découvert que si une étoile a une vitesse tangentielle supérieure à 200 kilomètres par seconde, ça doit être vieux. Donc, en fonction de leurs déplacements dans notre galaxie, Je peux évaluer si une étoile est un vieux sous-nain ou non. En général, plus une star est vieille, plus il avance vite."

Ils ont appliqué le seuil de vitesse tangentielle et comparé les étoiles de la région subnaine du diagramme H-R à d'autres bases de données d'étoiles existantes pour identifier 29 autres anciennes étoiles candidates non identifiées auparavant.

En 2018, résultats de la mission Gaia de l'Agence spatiale européenne, qui mesure des positions et des distances précises pour des millions d'étoiles de la Voie lactée, facilitera grandement la recherche d'étoiles plus anciennes pour les astronomes. La détermination de la distance des étoiles est maintenant très laborieuse et nécessite beaucoup de temps et de patience au télescope. Parce que la mission Gaia fournira un échantillon beaucoup plus grand, Jao dit que l'échantillon limité de sous-nains va grandir, et la plus rare de ces étoiles rares, les sous-nains binaires, sera révélée.

Trouver de vieilles étoiles pourrait aussi conduire à la découverte de nouvelles planètes, dit Jao.

"Peut-être pouvons-nous trouver des civilisations anciennes autour de ces vieilles étoiles, " dit Jao. " Peut-être que ces étoiles ont des planètes autour d'elles que nous ne connaissons pas. "