Une structure de la Voie lactée existait déjà 2 milliards d’années plus tôt que ce qu’on pensait. Le disque épais de la galaxie se serait formé il y a 13 milliards d’années, ont découvert des scientifiques.

Des parties de notre galaxie, la Voie lactée, se sont formées il y a 13 milliards d’années. C’est 2 milliards d’années plus tôt que ce qu’on pensait jusqu’à présent, détaillent des scientifiques dans Nature Astronomy. Leur étude, publiée le 23 mars 2022, est relayée par l’Agence spatiale européenne (ESA).

Ces chercheurs se sont plus exactement intéressés au disque épais de la Voie lactée. Les galaxies spirales sont composées d’un mince disque d’étoiles, mais aussi d’un disque plus épais, moins lumineux (possédant moins d’étoiles que le disque plus fin). Cette structure aurait donc commencé à se former à peine 0,8 milliard d’années après le Big Bang. On ne soupçonnait pas cela aussi tôt.

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C’est le disque épais (« thick disc ») qui est plus ancien que prévu. // Source : Stefan Payne-Wardenaar / MPIA

L’âge d’une étoile, l’un des paramètres les plus complexes à obtenir

Afin de parvenir à cette conclusion, les auteurs se sont reposés sur un catalogue de données obtenues par la mission Gaia, un satellite de l’ESA qui mesure la position et le mouvement des étoiles. « Pour démêler l’histoire de l’assemblage de notre galaxie, nous devons savoir combien d’étoiles sont nées, à quel moment, à partir de quel matériau et sur quelles orbites », écrivent les scientifiques dans Nature Astronomy. Les données de Gaia ont donc été combinées avec celles d’un autre observatoire, le LAMOST (Télescope spectroscopique multi-objets à fibres optiques grand champ), qui permet d’en savoir plus sur la composition chimique des étoiles. L’âge de 250 000 étoiles a ainsi pu être déduit.

Comme le rappelle l’ESA, l’âge d’une étoile est « l’un des paramètres les plus difficiles à déterminer ». La composition de l’astre aide à le découvrir. Au tout début de l’Univers, il contenait principalement de l’hydrogène et de l’hélium. Les autres éléments chimiques, les « métaux », se forment dans les étoiles et finissent dans l’espace lorsque les étoiles meurent. On peut donc en déduire qu’une étoile ayant peu de métaux est plus ancienne qu’une étoile à la métallicité plus importante.

Une formation en deux temps

L’étude des étoiles dans les différentes régions de la galaxie a donc permis à ces scientifiques de reconstituer l’histoire de la formation de notre Voie lactée. Ils ont alors découvert que cela s’est probablement fait en deux étapes.

  • 0,8 milliard d’années après le Big Bang, des étoiles se sont formées dans le disque épais. 2 milliards d’années plus tard, la Voie lactée et Gaïa-Encelade, une galaxie naine, ont fusionné. L’événement, avancent les scientifiques, a contribué à la formation de la plupart des étoiles dans le disque épais.
  • Mais cela ne s’est pas arrêté là : jusqu’à 6 milliards d’années après le Big Bang, la formation d’étoiles a continué dans le disque épais.

Découvrir que le disque épais de la Voie lactée s’est formé plus tôt que prévu apporte une vue plus claire que ce à quoi devait ressembler notre galaxie autrefois. Cela montre aussi qu’il faudrait peut-être regarder encore plus loin dans le passé lorsque l’on souhaite étudier la formation d’autres disques galactiques. Le télescope James Webb, notamment, pourrait y parvenir.