Par manque de temps, le Guru ne vous a pas parlé de l’envoi, le 19 décembre 2013, du satellite européen Gaia dans l’espace, mais l’évènement a largement été décrit dans la plupart des médias. Pour faire court, il est destiné à l’étude des étoiles, leur position et leur mouvement.

Bref… et voilà qu’il nous révèle ses premiers résultats.

Notre galaxie, la Voie lactée se serait formée par expansion à partir de son centre, beaucoup s’en doutaient et c’est ce que suggère l’analyse des premières données de l’enquête Gaia de l’ESO, l’extension au sol de la mission spatiale Gaia.

Les astronomes impliqués dans le projet Gaia ont effectué des observations détaillées d’étoiles de différents âges et à différents endroits dans le disque galactique afin de déterminer avec précision leur “métallicité" : la quantité d’éléments chimiques dans une étoile autre (plus lourd) que l’hydrogène et l’hélium, les deux éléments à partir desquels la plupart des étoiles sont fabriquées.

Image d’entête : Relation entre les gradients de métallicité et l’âge des étoiles dans le disque de la Voie lactée (Université de Cambridge).

Immédiatement après le Big Bang, l’Univers était presque entièrement composé d’hydrogène et d’hélium, avec des niveaux de "métaux contaminants" de plus en plus présents au fil du temps. Par conséquent, les vieilles étoiles ont moins d’éléments dans leur composition et donc une métallicité inférieure.

Selon le professeur Gerry Gilmore de l’Université de Cambridge, qui est le coauteur de l’étude (lien plus bas) :

Les différents éléments chimiques, dont les étoiles sont constituées, sont créés à des taux différents, certains dans les étoiles massives qui vivent rapidement et meurent jeunes et d’autres (comme notre soleil) avec des vies plus posées de plusieurs milliards d’années. Les étoiles massives, qui ont une vie courte et meurent en supernovae, produisent d’énormes quantités de magnésium pendant leur explosif agoni. Cet évènement catastrophique peut former une étoile à neutrons ou un trou noir et même déclencher la formation de nouvelles étoiles.

Les astronomes ont montré que les vieilles étoiles (donc pauvres en métaux) à l’intérieur du cercle solaire, l’orbite du Soleil autour du centre de la Voie lactée (référentiel au repos local) qui prend environ 250 millions d’années à compléter, sont beaucoup plus susceptibles d’avoir des niveaux élevés de magnésium. Son niveau plus élevé à l’intérieur du cercle solaire suggère que cette zone contenait plus d’étoiles qui avaient une courte espérance de vie dans le passé.

Les étoiles qui se trouvent dans les régions externes du disque galactique, en dehors du cercle solaire, sont majoritairement jeunes, à la fois “riches et pauvres en métaux" et ont des niveaux de magnésium étonnamment bas par rapport à leur métallicité.

Cette découverte signifie d’importantes différences dans l’évolution stellaire à travers le disque Voie lactées, avec des temps de formation d’étoiles très courts (mais efficace)survenant à l’intérieur du cercle solaire, tandis que, en dehors de l’orbite du Soleil, la formation d’étoiles a pris beaucoup plus de temps.

Pour Maria Bergemann de l’Institut d’astronomie de Cambridge, qui a dirigé l’étude :

Cela confirme les modèles théoriques de la formation des galaxies à disque dans un contexte de matière noire froide, qui prévoit que les disques des galaxies se développent à l’envers.

L’étude donne également un peu plus de clarté sur une très controversée double structure dans le disque de la Voie lactée, les soi-disant disques “mince” et “épais”.

Selon les scientifiques, le disque mince héberge les bras spiraux, les jeunes étoiles, des nuages ​​moléculaires géants, tous les objets qui sont jeunes, au moins dans le contexte de la galaxie. Mais les astronomes ont longtemps soupçonné qu’il y avait un autre disque, plus épais, plus court et plus âgé. Celui-ci accueille de nombreuses vieilles étoiles qui ont une faible métallicité.

Cette étude fournit de nouvelles preuves que les parties intérieures du disque épais de la Voie lactée se sont formées beaucoup plus rapidement que l’ont fait les étoiles du disque mince, qui dominent à notre voisinage solaire.

L’étude publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics : The Gaia-ESO Survey: radial metallicity gradients and age-metallicity relation of stars in the Milky Way disk.