son image du télescope spatial Hubble d'une boîte à bijoux étincelante pleine d'étoiles capture le cœur de notre galaxie de la Voie lactée. Les géantes rouges vieillissantes coexistent avec leurs cousins plus jeunes, plus nombreux, le plus petit, blanche, Des étoiles semblables au soleil, dans cette région surpeuplée de l'ancien hub central de notre galaxie, ou renflement. La plupart des étoiles bleu vif de l'image sont probablement des étoiles récemment formées situées au premier plan, dans le disque de la galaxie. Les astronomes ont étudié 10, 000 de ces étoiles semblables au Soleil dans les images d'archives de Hubble sur une période de neuf ans pour découvrir des indices sur l'évolution de notre galaxie. L'étude révèle que le renflement de la Voie lactée est un environnement dynamique d'étoiles d'âges divers se déplaçant à différentes vitesses, comme les voyageurs qui s'affairent dans un aéroport très fréquenté. Les chercheurs ont découvert que les mouvements des étoiles bombées sont différents, selon la composition chimique d'une étoile. Les étoiles plus riches en éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium ont des mouvements moins désordonnés, mais gravitent autour du centre galactique plus rapidement que les étoiles plus anciennes qui manquent d'éléments plus lourds. L'image est un composite d'expositions prises dans le proche infrarouge et la lumière visible avec la caméra à champ large de Hubble 3. Les observations font partie de deux enquêtes de Hubble :le Galactic Bulge Treasury Program et le Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search. Le centre de notre galaxie est d'environ 26, à 000 années-lumière. Crédit :NASA, ESA, W. Clarkson (Université du Michigan-Dearborn), et A. Calamida et K. Sahu (STScI)
Pendant de nombreuses années, les astronomes avaient une vue simple du hub central de notre Voie Lactée, ou renflement, comme un lieu de repos composé de vieilles étoiles, les premiers colons de notre galaxie.
Cependant, parce que la Voie Lactée intérieure est un environnement tellement encombré, cela a toujours été un défi de démêler les mouvements stellaires pour sonder le renflement en détail.
Maintenant, une nouvelle analyse d'environ 10, 000 étoiles normales semblables au Soleil dans le renflement révèlent que le centre de notre galaxie est un environnement dynamique d'étoiles d'âges divers se déplaçant à différentes vitesses, comme les voyageurs qui s'affairent dans un aéroport très fréquenté. Cette conclusion est basée sur neuf ans de données d'archives du télescope spatial Hubble de la NASA.
L'étude de Hubble sur ce complexe, cœur chaotique de notre Voie lactée peut fournir de nouveaux indices sur l'évolution de notre galaxie, ont déclaré les chercheurs.
L'équipe de recherche, dirigé par Will Clarkson de l'Université du Michigan-Dearborn, trouvé que les mouvements des étoiles bombées sont différents, selon la composition chimique d'une étoile. Les étoiles plus riches en éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium ont des mouvements moins désordonnés, mais gravitent autour du centre galactique plus rapidement que les étoiles plus anciennes qui manquent d'éléments plus lourds.
"Il existe de nombreuses théories décrivant la formation de notre galaxie et du renflement central, " a déclaré Annalisa Calamida du Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, membre de l'équipe de recherche Hubble. "Certains disent que le renflement s'est formé lorsque la galaxie s'est formée pour la première fois il y a environ 13 milliards d'années. Dans ce cas, toutes les étoiles renflées doivent être vieilles et partager un mouvement similaire. Mais d'autres pensent que le renflement s'est formé plus tard dans la vie de la galaxie, évolue lentement après la naissance des premières générations d'étoiles. Dans ce scénario, certaines des étoiles dans le renflement pourraient être plus jeunes, avec leur composition chimique enrichie en éléments plus lourds expulsés de la mort des générations précédentes d'étoiles, et ils devraient montrer un mouvement différent par rapport aux étoiles plus anciennes. Les étoiles de notre étude présentent les caractéristiques des deux modèles. Par conséquent, cette analyse peut nous aider à comprendre l'origine du renflement."
La vaste étendue de bord de notre galaxie natale, la voie Lactée, est vu croisant le ciel nocturne au-dessus des montagnes Rocheuses silhouettées dans cette photographie. La Voie lactée s'élargit sensiblement en bas à droite. Cette zone plus large est le hub central, ou renflement, de notre galaxie. En regardant dans une région très étroite du noyau, les astronomes ont utilisé le télescope spatial Hubble pour étudier les compositions et les mouvements de 10, 000 étoiles semblables au Soleil, comme on le voit dans l'image Hubble en médaillon. L'analyse révèle que le renflement de notre galaxie est un environnement étonnamment dynamique d'étoiles d'âges divers se déplaçant à différentes vitesses, comme les voyageurs qui s'affairent dans un aéroport très fréquenté. L'étude fournit de nouveaux indices importants sur la complexité du renflement central et l'évolution de notre Voie lactée sur des milliards d'années. L'image de Hubble est un composite d'expositions prises dans le proche infrarouge et la lumière visible avec la caméra à grand champ 3 de Hubble. Les observations font partie de deux enquêtes de Hubble :le Galactic Bulge Treasury Program et le Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search. Le centre de notre galaxie est 26, à 000 années-lumière. Crédit :NASA, ESA, et Z. Levay (STScI)
Les astronomes ont divisé les étoiles par leurs compositions chimiques, puis ont comparé les mouvements de chaque groupe. Ils ont déterminé le contenu chimique des étoiles en étudiant leurs couleurs et les ont divisés en deux groupes principaux en fonction de leur abondance en éléments lourds (fer). Les étoiles chimiquement enrichies se déplacent deux fois plus vite que l'autre population.
"En analysant neuf ans de données dans les archives et en améliorant nos techniques d'analyse, nous avons clairement indiqué, détection robuste des différences de mouvement pour les étoiles semblables au Soleil chimiquement déficientes et chimiquement enrichies, " a déclaré Clarkson. " Nous espérons poursuivre notre analyse, ce qui nous permettra de dresser un graphique en trois dimensions de la riche complexité chimique et dynamique des populations du bulbe."
Les astronomes ont basé leur analyse sur les données de la caméra avancée pour les levés et de la caméra à grand champ 3 provenant de deux relevés Hubble :le programme de trésorerie de la caméra à grand champ 3 Galactic Bulge et le Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search. Des ensembles de spectres du très grand télescope de l'Observatoire européen austral au Chili ont été utilisés pour aider à estimer la composition chimique des étoiles.
Actuellement, seul Hubble a une résolution suffisamment précise pour mesurer simultanément les mouvements de milliers d'étoiles semblables au Soleil à la distance du renflement de la galaxie de la Terre. Le centre de notre galaxie est d'environ 26, à 000 années-lumière. "Avant cette analyse, les mouvements de ces étoiles n'étaient pas connus, ", a déclaré Kailash Sahu, membre de l'équipe du Space Telescope Science Institute. "Vous avez besoin d'une base de référence longue pour mesurer avec précision les positions et les mouvements de ces étoiles faibles."
L'équipe a étudié les étoiles semblables au Soleil parce qu'elles sont si abondantes et facilement à la portée de Hubble. Les observations précédentes semblaient plus lumineuses, étoiles géantes rouges vieillissantes, qui ne sont pas aussi nombreux car ils représentent un bref épisode de la vie d'une star. "Hubble nous a donné un étroit, vue au crayon du noyau de la galaxie, mais nous voyons des milliers d'étoiles de plus que celles repérées dans les études précédentes, " a déclaré Calamida. Le renflement de la Voie lactée est à peu près un dixième du diamètre de notre galaxie en forme de crêpe. "Nous prévoyons ensuite d'étendre notre analyse pour faire des observations supplémentaires le long de différentes lignes de visée, qui nous permettra de faire une sonde tridimensionnelle de la riche complexité des populations dans le bulge, " a ajouté Clarkson.
Les chercheurs ont déclaré que ce travail est également un éclaireur important pour le télescope spatial James Webb de la NASA pour sonder l'archéologie de la Voie lactée. Lancement prévu en 2019, Webb devrait sonder plus profondément les populations stellaires dans le renflement de la Voie lactée.
L'équipe de recherche présentera ses conclusions jeudi, 11 janvier à la 231e réunion de l'American Astronomical Society à Washington, D.C.
