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— © ESA/Gaia/DPAC/K. Malhan

Dans les profondeurs infinies de l’espace, la Voie lactée, notre galaxie, s’étend dans un spectacle de lumière et de mystère. Grâce aux avancées technologiques, la mission spatiale Gaia de l’Agence spatiale européenne (ESA) a permis à des scientifiques de détecter deux flux stellaires anciens, désignés sous les noms de Shakti et Shiva. Ces flux, composés de millions d’étoiles anciennes, semblent avoir joué un rôle fondamental dans la constitution initiale de la Voie lactée.

Les courants stellaires primordiaux

La capacité de Gaia à sonder les profondeurs de l’espace a révélé l’existence de Shakti et Shiva, deux courants stellaires d’une importance capitale. Composés d’environ 10 millions d’étoiles, ces flux ont été identifiés comme étant parmi les structures les plus anciennes de la Voie lactée, datant de 12 à 13 milliards d’années. 

Ces étoiles se sont vraisemblablement agglomérées bien avant l’apparition des caractéristiques notables de notre galaxie, telles que ses bras spiraux et son disque galactique. Ces ensembles stellaires, partageant des orbites et des compositions chimiques similaires, semblent être les vestiges de galaxies primitives ayant fusionné pour donner naissance à la Voie lactée peu après le Big Bang.

Khyati Malhan, chercheur principal à l’Institut Max Planck d’astronomie à Heidelberg, en Allemagne, a exprimé son émerveillement devant la capacité de détecter ces structures anciennes, malgré les transformations majeures subies par la Voie lactée depuis leur formation. La précision des données fournies par Gaia a été cruciale pour cette découverte.

L’astrométrie par Gaia

Grâce à l’astrométrie, une branche de l’astronomie dédiée à la mesure précise des positions et des mouvements des objets célestes, Gaia est parvenue à créer la carte tridimensionnelle la plus grande et la plus détaillée de notre galaxie, en surveillant près de deux milliards d’objets. Cette mission a permis aux astronomes de déterminer les orbites, la composition et le contenu des étoiles de la Voie lactée.

Les orbites de ces vieilles étoiles sont assez semblables les unes aux autres, et les deux courants stellaires peuvent être identifiés par leur composition chimique distincte. Dans leurs travaux publiés dans The Astrophysical Journal, les chercheurs affirment que « les populations Shakti et Shiva possèdent une combinaison non conventionnelle de propriétés orbitales et d’abondance qui n’ont jamais été observées auparavant ».

Ces étoiles sont les plus anciennes de la galaxie ; elles ont toutes été créées avant la formation du disque de la Voie lactée, ont indiqué les scientifiques après avoir assemblé des modèles d’abondance chimique incroyablement détaillés pour chacune d’entre elles.

— © gauche: NASA/JPL-Caltech; droite: ESA; layout: ESA/ATG medialab

La construction d’une galaxie

Les analyses détaillées des données de Gaia ont conduit les chercheurs à conclure que Shakti et Shiva présentent une faible concentration en éléments métalliques lourds en raison de leur ancienneté. Selon Hans-Walter Rix, coauteur de l’étude et considéré comme le principal « archéologue galactique » de cette recherche, les étoiles créent ces métaux lourds, qui sont ensuite libérés dans l’espace après leur mort. Les étoiles au cœur de la Voie lactée sont pauvres en métaux, d’où le surnom de « pauvre vieux cœur ».

Bien que Shakti et Shiva partagent plusieurs similarités, des distinctions subtiles mais significatives existent entre ces deux courants stellaires. Les étoiles Shakti, par exemple, orbitent légèrement plus loin du centre galactique et suivent des trajectoires plus circulaires que leurs homologues de Shiva. Ces noms sont inspirés de divinités de la philosophie hindoue associées à la création. 

La mission Gaia, en offrant des données permettant de générer des cartographies célestes d’une précision inégalée, enrichit notre compréhension des origines et de l’évolution de la Voie lactée, comme l’a souligné Timo Prusti, responsable scientifique du projet Gaia à l’ESA. Cette exploration céleste comble progressivement les lacunes de notre savoir sur la galaxie, apportant un éclairage sur notre environnement cosmique et son histoire lointaine. Par ailleurs, quelque chose d’inattendu se produit au cœur de la Voie lactée.

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