La Voie lactée a avalé une galaxie, Gaia-Enceladus, dans son passé. Des scientifiques ont eu l'idée d'utiliser une étoile afin d'étudier cette ancienne collision.

Une unique étoile peut aider les scientifiques à découvrir quand la Voie lactée a avalé une plus petite galaxie par le passé. Une équipe de chercheurs explique pourquoi dans une étude, repérée par Science Alert, publiée dans Nature Astronomy le 13 janvier 2020. Une prépublication du texte a été déposée sur la plateforme arXiv.org.

« Au cours de son histoire, la Voie lactée a ingéré de multiples galaxies plus petites », rappellent les auteurs du texte. Ils s’intéressent à la rencontre qui a eu lieu entre la Voie lactée et une galaxie naine, nommée Gaia-Enceladus. Une autre étude avait montré que cette collision a modifié certaines propriétés de notre galaxie.

Une fusion entre deux galaxies. // Source : PublicDomainPictures/CC0 Domaine public (photo recadrée)

Trouver le moment de la fusion est difficile

Repérer des structures distinctes dans la galaxie, qui témoignent d’une ancienne collision, est possible pour les scientifiques. Néanmoins, « il est généralement difficile de dater précisément le moment auquel une fusion s’est produite », selon les auteurs de l’étude. C’est ici qu’une étoile entre en scène : « ν Indi ». Cette étoile lumineuse, visible à l’œil nu, est située dans la constellation de l’Indien (dans l’hémisphère sud). Les scientifiques l’ont utilisé comme un repère pour découvrir un peu plus précisément quand a eu lieu la collision entre la Voie lactée et Gaia-Enceladus.

« L’étoile porte des marques relatives à l’énergie cinétique [ndlr : l’énergie émise par tous les objets en mouvement] émise par la collision de Gaia-Encelade », écrivent les chercheurs. D’après l’âge de l’étoile ν Indi, ils estiment que la fusion entre les deux galaxies a pu commencer au plus tôt il y a entre 11,6 et 13,2 milliards d’années (avec une confiance plus grande dans la deuxième estimation). Auparavant, des scénarios indiquaient que cet épisode se serait produit il y a entre 9 et 12 milliards d’années, rappellent les auteurs.

L’étoile était sans doute formée au moment de la fusion

Pour étudier cette étoile, les auteurs ont exploité des données d’observation du satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la Nasa. Ces éléments ont été complétés par des données de la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne. ν Indi, qui serait née tôt dans l’histoire de la Voie lactée, a vu son mouvement modifié dans la galaxie à cause de la collision avec Gaia-Encelade. L’orbite de l’étoile est représentée en bleu dans la vidéo ci-dessus.

Puisque la fusion s’est très certainement produite alors que l’étoile ν Indi était déjà formée, les scientifiques ont pu « fixer une nouvelle limite de la première époque à laquelle la fusion a eu lieu ». Autrement dit, ils n’ont pas obtenu une date précise de l’événement, mais ils ont réussi à donner une estimation nouvelle du moment auquel la fusion a pu avoir lieu au plus tôt.

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