Des traces chimiques dans l'atmosphère des étoiles sont utilisées pour découvrir de nouvelles informations sur une galaxie, connu sous le nom de saucisse Gaia, qui a été impliqué dans une collision majeure avec la Voie lactée il y a des milliards d'années.

Astrophysiciens de l'Université de Birmingham en collaboration avec des collègues des institutions européennes d'Aarhus, Bologne et Trieste, ont étudié des preuves de la composition chimique des étoiles dans cette zone de la Voie lactée pour essayer de déterminer plus précisément l'âge de la plus petite galaxie.

La saucisse Gaia a été identifiée l'année dernière par une équipe internationale à l'aide des informations du satellite Gaia de l'Agence spatiale européenne. Sa fusion avec la Voie Lactée, estimé qu'il s'est produit il y a environ 10 milliards d'années, On pense qu'il a contribué à la forme de la Voie lactée que nous reconnaissons aujourd'hui.

En utilisant uniquement les informations sur les traces chimiques des étoiles Gaia Sausage provenant de l'enquête astronomique internationale APOGEE, les chercheurs de Birmingham ont localisé plus précisément l'âge de la galaxie. En développant des modèles détaillés de la production, ou nucléosynthèse d'éléments chimiques par toutes sortes d'étoiles et de supernovae dans le cosmos, ils estiment que la saucisse s'est formée il y a environ 12,5 milliards d'années, soit 2,5 milliards d'années de plus que ce que suggèrent les estimations précédentes.

"Les éléments interagissent avec la lumière de différentes manières et ainsi en étudiant les propriétés de la lumière des étoiles, nous pouvons déduire la composition chimique de ces étoiles, " explique Fiorenzo Vincenzo, à l'École de physique et d'astronomie de l'Université de Birmingham.

"Tous les éléments chimiques plus lourds que l'hélium sont produits par les étoiles via une combustion thermonucléaire au plus profond de l'étoile. Différents éléments chimiques sont généralement synthétisés par différents types d'étoiles dans le cosmos. Les atomes d'oxygène qui sont si importants pour les processus de la vie, par exemple, ont été déposés dans le milieu interstellaire par de nombreuses générations successives d'étoiles massives jusqu'à leur incorporation par notre planète il y a environ 4,5 milliards d'années. Nous pouvons mesurer la proportion relative de différentes traces chimiques dans l'atmosphère des étoiles et utiliser cette mesure comme une horloge pour déterminer leur âge."

Calculer avec précision l'âge des étoiles est un processus complexe et la technique utilisée par l'équipe de Birmingham fournit une pièce du puzzle. La prochaine étape consistera à croiser les données chimiques avec les preuves d'autres techniques, comme l'étude des vitesses relatives auxquelles les étoiles se déplacent, un projet également en cours à l'Université de Birmingham.

La fusion entre les deux galaxies semble avoir produit un autre effet, trop. L'équipe a repéré un écart dans la répartition par âge des étoiles dans la Voie lactée, intervenus en même temps que la fusion, suggérant que la collision a provoqué une interruption de la formation d'étoiles dans la Voie lactée.

"Nous supposons que les turbulences et l'échauffement provoqués par la fusion de la saucisse de Gaia avec la Voie lactée auraient pu empêcher la formation d'étoiles à ce moment-là, ", explique le Dr Vincenzo. "Cependant, pour confirmer cela, nous aurions besoin de mesures encore plus précises de l'âge des étoiles dans la Voie lactée et dans la plus petite galaxie."

L'étude est publiée dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society et fait partie du projet Astérochronométrie, financé par le Conseil européen de la recherche et dirigé par l'Université de Birmingham. L'objectif principal du projet est de déterminer des âges stellaires précis et précis, une clé de voûte pour comprendre l'histoire de l'assemblage de notre galaxie.

Dans cette étude, l'équipe s'est concentrée sur les traces chimiques laissées par trois éléments :le fer, silicium et magnésium. La prochaine étape consistera à incorporer les mesures d'autres éléments pour construire une image de plus en plus précise.