Tout comme les archéologues creusent dans l'espoir de trouver des traces du passé, un groupe international d'astrophysiciens a réussi à pénétrer dans l'épais nuage de poussière autour du centre de la Voie lactée (également connu sous le nom de renflement) en découvrant des amas primordiaux de gaz et d'étoiles jamais vus auparavant. Ils ont nommé cette nouvelle classe de système stellaire « Bulge Fossil Fragments ». Une équipe de recherche dirigée par Francesco Ferraro (Département de physique et d'astronomie "Augusto Righi" de l'Université de Bologne et membre de l'Institut national d'astrophysique-INAF) a réalisé une étude publiée dans Astronomie de la nature .

Les chercheurs ont découvert cette nouvelle classe en analysant Liller 1. Ce dernier est un système stellaire dans le renflement de la Voie lactée qui depuis plus de 40 ans a été classé comme un "amas globulaire, " c'est-à-dire un système composé de millions d'étoiles du même âge (la Voie Lactée compte au moins 150 amas globulaires). les chercheurs ont observé Liller 1 de près et ont découvert que sa véritable identité est en réalité plus fascinante qu'on ne le croyait jusqu'à présent. En effet, Liller 1 est un fragment fossile de l'un des amas stellaires géants qui, il y a environ 12 milliards d'années, fusionné pour former la région centrale (renflement) de la Voie lactée.

"Nos résultats montrent clairement que Liller 1 n'est pas un amas globulaire, mais un objet beaucoup plus complexe, " dit le professeur Francesco Ferraro, premier auteur et coordinateur de l'étude. "C'est une relique stellaire, une découverte de fossile qui contient l'histoire de la formation de la Voie lactée."

Un résultat de validation

L'existence de « découvertes cosmiques » avait déjà été suggérée lorsque les chercheurs ont découvert un objet similaire, Terzan 5, Quelques années auparavant. Terzan 5 ressemblait à un amas globulaire dans le renflement de notre galaxie, mais, à une analyse plus approfondie, ses caractéristiques n'étaient pas cohérentes avec celles d'autres amas globulaires.

Cependant, un cas isolé n'est qu'une anomalie intrigante. C'est pourquoi Liller 1 est si important. Les caractéristiques communes de Terzan 5 et Liller 1 confirment l'existence d'une nouvelle classe de systèmes stellaires non identifiés jusqu'à aujourd'hui.

Fragments fossiles

Quelles sont les caractéristiques des fragments de fossiles Bulge ? Ces objets sont déguisés en amas globulaires, mais sont fondamentalement différents, si l'on regarde l'âge des étoiles qui les composent. Deux populations stellaires se trouvent dans ces systèmes :l'une est aussi vieille que la Voie lactée - elle s'est formée il y a 12 milliards d'années - et l'autre est beaucoup plus jeune. D'un côté, cela montre que ces systèmes stellaires sont apparus au cours des premiers stades de formation de la Voie lactée; d'autre part, cela démontre qu'ils sont capables d'engendrer de multiples événements de génération stellaire.

"Les caractéristiques des populations stellaires de Liller 1 et Terzan 5 suggèrent que les deux systèmes se sont formés en même temps que la Voie lactée, " explique l'un des auteurs de l'étude, Barbara Lanzoni, Professeur à l'Université de Bologne et membre de l'INAF. "Les populations stellaires plus jeunes sont plus riches en fer et ont tendance à se regrouper dans les zones centrales du renflement. En effet, ceci s'inscrit dans un contexte d'auto-enrichissement dans lequel le gaz éjecté par les étoiles plus anciennes en forme de nouvelles."

Au-delà des nuages

Arriver à ces conclusions était tout sauf facile. Liller 1 est situé dans l'une des régions les plus obscures de notre galaxie, où d'épais nuages ​​de poussière interstellaire atténuent la lumière des étoiles, ce qui en fait jusqu'à 10, 000 fois plus faible. La lumière infrarouge est le seul moyen de traverser ces nuages. C'est pourquoi les chercheurs ont choisi Gemini South pour réaliser l'inspection de Liller 1. Gemini South est un puissant télescope d'un diamètre de 8 mètres capable de compenser les distorsions des images stellaires causées par l'atmosphère de la Terre.

La netteté des images Gemini South est inégalée. Grâce à ces images incroyables, les chercheurs pourraient faire une analyse préliminaire détaillée de la population stellaire de Liller 1. Malgré cette analyse préliminaire, les chercheurs avaient encore du travail à faire pour avoir une image complète de la composition de ce système stellaire. En effet, ils avaient besoin de savoir si toutes les étoiles montrées par ces images appartenaient à Liller 1, ou si certains d'entre eux étaient simplement dans la même ligne de mire, mais ne lui appartenait pas. Ils ont réussi à résoudre ce problème en recourant à d'autres observations effectuées via le télescope spatial Hubble.

"Après avoir combiné les deux jeux d'images, nous avons supprimé les étoiles qui n'appartenaient pas à Liller 1 et avons enfin eu une image claire et détaillée de ce système stellaire, " dit Cristina Pallanca, chercheur à l'Université de Bologne et membre de l'INAF co-auteur de l'étude. "Nos résultats nous ont surpris :Liller 1 héberge au moins deux populations stellaires d'âges radicalement différents, le plus ancien s'étant formé il y a environ 12 milliards d'années, en même temps, la Voie Lactée s'est formée; le deuxième, beaucoup plus jeune, s'étant formé il y a seulement 1 à 2 milliards d'années."

Une découverte qui est remarquablement similaire à ce qu'ils ont découvert sur Terzan 5, qui abrite également une population stellaire aussi vieille que la Voie lactée et une autre beaucoup plus jeune (4,5 milliards d'années).

"La découverte que Liller 1 et Terzan 5 partagent des caractéristiques très similaires a permis l'identification d'une nouvelle classe de systèmes stellaires provenant de certains ancêtres suffisamment massifs pour retenir le gaz éjecté par les supernovas. Ce que nous avons observé ne sont que quelques fragments de ces énormes structure, " ajoute Emanuele Dalessandro, chercheur à l'INAF—Space Science Observatory (OAS) à Bologne et co-auteur de l'étude.

Cela a ensuite confirmé l'existence des fragments de fossiles de Bulge, c'est-à-dire des systèmes stellaires composés de reliques d'objets primordiaux massifs qui, Il y a 12 milliards d'années, a donné naissance à la Voie lactée.

"L'histoire de la Voie Lactée est écrite dans ces restes fossiles. Ces derniers sont les témoins d'une époque durant laquelle l'Univers était très jeune, à peine 1 milliard d'années, " conclut le professeur Ferraro. " Maintenant, il faut aller plus loin. Grâce à la découverte de ces restes fossiles, nous pouvons commencer à lire l'histoire de la Voie lactée et peut-être redéfinir nos connaissances sur la formation du bulbe."

"Une nouvelle classe de fragments fossiles de l'assemblage hiérarchique du bulbe galactique, " est le titre de cette étude publiée dans Astronomie de la nature .