Découverte d’une “rivière d’étoiles” à proximité de la Terre

Des chercheurs de l’université de Vienne (Autriche) ont trouvé une rivière d’étoiles, un courant stellaire (Groupes cinématiques) en langage astronomique, couvrant la majeure partie du ciel austral. Ce courant est relativement proche et contient au moins 4000 étoiles qui se sont déplacées ensemble dans l’espace depuis leur formation, il y a environ 1 milliard d’années.

En raison de sa proximité avec la Terre, ce courant est un parfait atelier pour tester la perturbation des amas, mesurer le champ gravitationnel de la Voie lactée, et en apprendre davantage sur les populations de planètes extrasolaires co-évaluées avec les missions de recherche à venir. Pour leur recherche, les auteurs ont utilisé les données du satellite Gaia de l’ESA.

Image d’entête : le ciel nocturne dans une projection dite stéréographique. Dans cette représentation spéciale, la Voie lactée est représentée comme un anneau circulaire autour du pôle Sud galactique. Le courant stellaire, marqué par des points rouges, traverse presque tout l’hémisphère sud de l’hémisphère galactique et de nombreuses constellations connues. (Gaia DR2 skymap)

Notre galaxie, la Voie lactée, abrite des amas d’étoiles de tailles et d’âges variables. Nous trouvons de nombreux jeunes amas dans les nuages moléculaires, moins d’amas d’âges moyen et âgé dans le disque galactique et encore moins dans le halo galactique, qui est massif, vieux et globulaire.

Ces amas, quels que soient leur origine et leur âge, sont tous soumis aux forces des marées le long de leur orbite dans la galaxie. Avec le temps, les forces gravitationnelles de la Voie lactée les séparent implacablement, dispersant leurs étoiles dans la collection d’étoiles que nous appelons la Voie lactée.

Selon Stefan Meingast, auteur principal de l’étude (lien plus bas) :

La plupart des amas d’étoiles du disque galactique se dispersent rapidement après leur naissance ,car ils ne contiennent pas assez d’étoiles pour créer un potentiel profond puits gravitationnel, autrement dit ils ne possèdent pas assez de colle pour les maintenir ensemble.

Même dans le voisinage solaire immédiat, il y a, cependant, quelques amas avec une masse stellaire suffisante pour rester liés pendant plusieurs centaines de millions d’années. Ainsi, en principe, de grands vestiges similaires, semblables à ceux d’un courant des amas ou des regroupements devraient aussi faire partie du disque de la Voie lactée.

Grâce à la précision des mesures de Gaia, les auteurs ont pu mesurer le mouvement en 3D des étoiles dans l’espace. Lorsqu’on regarde attentivement la distribution des étoiles voisines qui se déplacent ensemble, un groupe particulier d’étoiles, encore inconnues et non étudiées, attire immédiatement l’attention des chercheurs. C’était un groupe d’étoiles qui montrait précisément les caractéristiques attendues d’un amas d’étoiles nées ensemble, mais séparées par le champ gravitationnel de la Voie lactée.

Pour Joao Alves, coauteur de l’étude :

Identifier les flux de disques à proximité, c’est comme chercher l’aiguille proverbiale dans une botte de foin. Les astronomes regardent ce nouveau ruisseau et le traversent depuis longtemps, car il couvre la majeure partie du ciel nocturne, mais ce n’est que maintenant qu’ils s’en rendent compte, et il est énorme et incroyablement près du Soleil.

Trouver des choses près de chez soi est très utile, cela signifie qu’elles ne sont ni trop pâles ni trop floues pour une exploration plus détaillée, comme le rêvent les astronomes.

En raison des limites de sensibilité des observations de Gaia, leur sélection ne contenait qu’environ 200 sources. Une extrapolation au-delà de ces limites suggère que cette “rivière” devrait avoir au moins contenir 4000 étoiles, rendant ainsi la structure plus massive que la plupart des amas connus dans le voisinage solaire immédiat.

Les auteurs ont également déterminé que l’âge du courant était d’environ un milliard d’années. En tant que tel, il a déjà effectué quatre orbites complètes autour de la galaxie, assez de temps pour développer la structure en forme de courant, conséquence de l’interaction gravitationnelle avec le disque de la Voie lactée.

Selon Verena Furnkranz de l’université de Vienne et coauteure de l’étude :

Dès que nous avons étudié ce groupe d’étoiles plus en détail, nous avons su que nous avions trouvé ce que nous cherchions : Une structure coétale, semblable à un courant, qui s’étend sur des centaines de parsecs sur un tiers du ciel entier. C’était tellement excitant de faire partie d’une nouvelle découverte.

Ce système récemment découvert à proximité peut être utilisé comme sonde gravimétrique pour mesurer la masse de la galaxie. Grâce à des travaux de suivi, ce courant peut nous révéler comment les galaxies obtiennent leurs étoiles, tester le champ gravitationnel de la Voie lactée et, en raison de sa proximité, devenir une merveilleuse cible pour des missions de recherche de planètes. Les auteurs espèrent révéler encore plus de ces structures à l’avenir avec l’aide de la riche base de données de Gaia.

L’étude publiée dans Astronomy & Astrophysics : Extended stellar systems in the solar neighborhood , présentée dans cette même revue : A nearby river of stars et sur le site de l’université de Vienne : Ein Sternenstrom in kosmischer Nachbarschaft.