Voie lactée
Image du télescope spatial Spitzer du centre de la Voie lactée, où se trouvent d’anciens trous noirs et étoiles mortes — © NASA / JPL-Caltech

Au cours des quelque 13,6 milliards d’années d’existence de la Voie lactée, des milliards d’étoiles se sont formées, ont grandi et ont fini par mourir dans de cataclysmiques explosions. De nouvelles recherches indiquent que la plupart de ces astres se cachent juste sous la surface de notre galaxie.

Cimetière stellaire

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, des astronomes ont entrepris de dénicher ces corps stellaires. À l’aide d’une simulation informatique, l’équipe a modélisé les positions initiales de millions d’étoiles aux premiers stades de la Voie lactée (bien avant l’apparition de ses emblématiques bras spiraux), puis accéléré le temps afin d’estimer l’emplacement de ces « cadavres » suite à leur explosion en supernova.

La carte obtenue révèle un « monde souterrain galactique » de trous noirs et d’étoiles à neutrons (deux formes de restes stellaires extrêmement denses), situé dans les recoins de la Voie lactée et également bien au-delà. Selon l’équipe, cette vaste région cachée s’étend sur plus de trois fois la hauteur de notre galaxie, et il s’avère que près d’un tiers des astres simulés en ont été complètement éjectés en raison de la nature asymétrique des supernovas, projetant leurs restes à des vitesses pouvant atteindre plusieurs millions de kilomètres par heure.

Les étoiles à neutrons et les trous noirs se forment lorsque des étoiles massives arrivées à court de « carburant » se débarrassent de leurs couches externes de gaz dans de titanesques explosions, tandis que leur cœur s’effondre. Si l’étoile mourante possède une masse au moins huit fois supérieure à celle de notre Soleil, une étoile à neutrons se forme, si celle-ci dépasse 25 masses solaires, un trou noir émerge.

— Paul Fleet / Shutterstock.com

Bien que ces deux catégories de restes stellaires aient été précédemment repérées au sein de la Voie lactée, elles s’avèrent difficiles à débusquer pour deux raisons principales : notre galaxie a considérablement changé de forme au cours des 13 milliards d’années écoulées, ce qui signifie que le monde souterrain galactique ne correspond pas exactement à la répartition actuelle des astres dans notre galaxie, tandis que le caractère aléatoire des supernovas complique l’estimation de leur potentiel lieu de repos final.

Une distribution et une structure fondamentalement différentes de celles de la galaxie visible

Prenant en compte ces différents facteurs, la simulation avancée réalisée par l’équipe montre que la plus grande concentration de ces cadavres stellaires se trouve dans un renflement près du centre de la galaxie, où un trou noir supermassif exerce une attraction extrêmement puissante. Le reste est dispersé de manière anarchique dans toutes les directions, ce qui va à l’encontre de la distribution en forme de spirale des étoiles visibles aujourd’hui dans notre galaxie.

« Ces restes compacts d’étoiles mortes présentent une distribution et une structure fondamentalement différentes de celles de la galaxie visible », souligne David Sweeney, chercheur à l’université de Sydney et co-auteur de l’étude.

Si ce monde souterrain ne représente qu’environ 1 % de la masse totale de notre galaxie, il s’avère que le vestige stellaire le plus proche ne devrait se trouver qu’à environ 65 années-lumière seulement du Système solaire, soit plus près de nous que les étoiles de la constellation de la Grande Ourse. Avec une meilleure idée de l’endroit où les chercher, les études spatiales comme la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne devraient permettre d’en identifier davantage prochainement.

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