La dernière collision majeure de la Voie lactée était étonnamment récente | Dmshaulers

La dernière collision majeure de la Voie lactée était étonnamment récente

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Visualisation d’un halo d’étoiles « ridé » autour de la Voie Lactée. Crédit : Étoiles Halo : ESA/Gaia/DPAC, T Donlon et al. 2024 ; Contexte La Voie lactée et les nuages ​​de Magellan : Stefan Payne-Wardenaar

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Visualisation d’un halo d’étoiles « ridé » autour de la Voie Lactée. Crédit : Étoiles Halo : ESA/Gaia/DPAC, T Donlon et al. 2024 ; Contexte La Voie lactée et les nuages ​​de Magellan : Stefan Payne-Wardenaar

Notre galaxie est entrée en collision avec de nombreuses autres galaxies au cours de sa vie. Le télescope spatial Gaia de l’ESA révèle désormais que le dernier de ces crashs s’est produit des milliards d’années plus tard que prévu.

La Voie Lactée s’est développée au fil du temps à mesure que d’autres galaxies se sont approchées, sont entrées en collision, ont été déchirées et consommées par notre galaxie. Chaque collision a déclenché des ondulations qui se répercutent encore sur différentes familles d’étoiles, affectant leur mouvement et leur comportement dans l’espace.

L’un des objectifs de Gaia est de découvrir l’histoire de notre galaxie en étudiant ces rides, ce qu’elle fait en identifiant les positions et les mouvements de plus de 100 000 étoiles proches de la nôtre, soit une infime fraction des quelque 2 milliards de sources qu’elle observe.

“Nous devenons plus ridés avec l’âge, mais nos travaux révèlent que l’inverse est vrai pour la Voie lactée. C’est une sorte de Benjamin Button cosmique qui se froisse moins avec le temps”, explique Thomas Donlon de l’Institut polytechnique de Rensselaer et de l’Université d’Alabama à Huntsville, États-Unis, et auteur principal de la nouvelle étude Gaia publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

“En observant comment ces rides disparaissent au fil du temps, nous pouvons retracer le moment où la Voie lactée a connu son dernier grand crash – et il s’avère que cela s’est produit des milliards d’années plus tard que prévu.”

Ces rides galactiques n’ont été découvertes par Gaia qu’en 2018. Cette étude est la première à déterminer avec précision l’heure de la collision à l’origine des rides en comparant les observations avec des simulations cosmologiques.

Des mouvements étranges

Le halo de la Voie lactée contient un grand groupe d’étoiles aux orbites inhabituelles, dont beaucoup auraient été adoptées dans notre galaxie lors d’un événement que les astronomes appellent la « dernière grande fusion ». Comme son nom l’indique, c’est la dernière fois que notre galaxie subit une collision significative avec une autre galaxie – supposée être une galaxie naine massive qui a inondé la Voie lactée d’étoiles passant très près du centre de notre galaxie.

Les scientifiques avaient daté cette fusion il y a entre 8 et 11 milliards d’années, lorsque la Voie lactée en était à ses balbutiements, et elle est connue sous le nom de Gaia-Sausage-Encelade (GSE). Mais les données de Gaia – publiées dans le cadre du Data Release 3 du télescope en 2022 – suggèrent désormais qu’une autre fusion aurait pu donner naissance à des étoiles inhabituellement mobiles.

“Pour que les rides des étoiles soient aussi distinctes qu’elles le paraissent dans les données de Gaia, elles doivent nous avoir rejoint il y a moins de 3 milliards d’années, soit au moins 5 milliards d’années plus tard qu’on ne le pensait”, ajoute la co-auteure Heidi Jo Newberg, également de l’Institut Polytechnique Rensselaer.

“De nouvelles rides d’étoiles se forment à chaque fois que les étoiles se balancent d’avant en arrière au centre de la Voie Lactée. Si elles nous avaient rejoint il y a 8 milliards d’années, il y aurait tellement de rides les unes à côté des autres que nous ne les verrions plus. les en tant que fonctions distinctes.

La découverte suggère qu’au lieu que ces étoiles proviennent de l’ancienne fusion GSE, elles doivent provenir d’un événement plus récent appelé Virgo Radial Merger, survenu il y a moins de 3 milliards d’années.


Cette animation montre une fusion commençant il y a environ 9,7 milliards d’années et se poursuivant presque jusqu’à nos jours. Elle montre la Voie Lactée en spirale au centre de l’image, avec les deux galaxies satellites les plus importantes de notre galaxie (les Grands et Petits Nuages ​​de Magellan) visibles en bas à droite. Un nuage rouge d’étoiles se déplace sur l’image : il s’agit d’une galaxie naine entrant en collision avec la Voie lactée. Cette galaxie s’avère déchirée à la suite de la collision. Il y a environ 7 milliards d’années, l’animation se dissout pour mieux montrer le « nuage » de nouvelles étoiles attirées dans la Voie Lactée par cette naine en collision. Ces étoiles créent un « halo » d’étoiles autour de notre galaxie, une grande composante étoilée qui s’étend vers l’extérieur dans toutes les directions (ce halo a été visuellement amélioré dans cette simulation, mais est en réalité très faible comparé au disque galactique). Peu de temps après la collision, la galaxie intérieure semble désordonnée et ridée, mais après un long moment, elle devient lisse. Gaia observe ces rides pour retracer et réécrire l’histoire de la Voie Lactée. Bénéficiant d’une position unique pour explorer la myriade d’étoiles de notre ciel, le télescope spatial a rassemblé à ce jour un ensemble de données sans précédent sur les positions, les distances et les mouvements de quelque 1,5 milliard d’étoiles. La nouvelle découverte de Gaia révèle que les rides que nous observons dans la Voie Lactée ont probablement été causées par une galaxie naine qui est entrée en collision avec la Voie Lactée il y a environ 2,7 milliards d’années – en d’autres termes, une grande partie de la Voie Lactée nous a rejoint en premier au cours de la dernière quelques années. des milliards d’années. Crédit : Agence spatiale européenne

Réécrire l’histoire

Il existe des preuves que la fusion du GSE remonte à loin dans l’histoire de la Voie lactée. Mais des travaux récents se demandent si une fusion ancienne et massive est réellement nécessaire pour expliquer les propriétés de la Voie Lactée telle que nous la voyons aujourd’hui, et si toutes les étoiles initialement associées au GSE sont issues du même événement de fusion.

En 2020, Thomas a dirigé l’étude qui a identifié les rides des étoiles de la Voie lactée et les a comparées à des simulations de diverses fusions possibles.

“Nous pouvons voir comment la forme et le nombre de rides changent au fil du temps grâce à ces fusions simulées. Cela nous permet de déterminer le moment exact où la simulation correspond le mieux à ce que nous voyons aujourd’hui dans les données réelles de Gaia de la Voie Lactée – une méthode que nous avons également utilisée. un nouveau studio dans ce domaine”, déclare Thomas.

“En faisant cela, nous avons découvert que les rides étaient probablement causées par la collision d’une galaxie naine avec la Voie lactée il y a environ 2,7 milliards d’années. Nous avons appelé cet événement la fusion radiale de la Vierge.”

Depuis lors, Thomas et ses collègues ont approfondi cette fusion, affinant lentement l’idée selon laquelle de nombreuses étoiles et débris étrangement mobiles dans le halo interne de la Voie lactée ont été livrés à notre galaxie à la suite d’une collision de galaxies beaucoup plus récente que le GSE. Ils ont également précisé que les étoiles initialement associées au GSE pourraient provenir de multiples fusions, certaines anciennes.

“L’histoire de la Voie lactée est actuellement constamment réécrite, en grande partie grâce aux nouvelles données de Gaia”, ajoute Thomas. “Notre vision du passé de la Voie lactée a radicalement changé depuis dix ans, et je pense que notre compréhension de ces fusions continuera à évoluer rapidement.

“Ce résultat – qu’une grande partie de la Voie Lactée ne nous a rejoint qu’au cours des derniers milliards d’années – est un grand changement par rapport à ce que pensaient les astronomes jusqu’à présent. De nombreux modèles et idées populaires sur la façon dont la Voie Lactée se développe s’attendraient à un récent bouleversement. une collision avec une galaxie naine de cette masse est très rare. »

Il est probable que la fusion radiale de la Vierge a entraîné avec elle une famille d’autres petites galaxies naines et amas d’étoiles, qui auraient tous rejoint la Voie Lactée à peu près au même moment. Une exploration future révélera lesquels de ces objets plus petits que l’on pensait auparavant liés à un ancien GSE sont en réalité liés à une fusion radiale de la Vierge plus récente.

Incroyable collaboration

Cette découverte rejoint un flot de découvertes de Gaia qui réécrivent l’histoire de notre demeure cosmique. Bénéficiant d’une position unique pour explorer la myriade d’étoiles de notre ciel, le télescope spatial a rassemblé à ce jour un ensemble de données sans précédent sur les positions, les distances et les mouvements de quelque 1,5 milliard d’étoiles.

“Gaia est une mission extrêmement productive qui transforme notre vision du cosmos”, déclare Timo Prusti, scientifique du projet Gaia à l’ESA. “Des résultats comme celui-ci sont rendus possibles grâce à un incroyable travail d’équipe et à la collaboration entre un grand nombre de scientifiques et d’ingénieurs à travers l’Europe et au-delà.”

“Cette découverte améliore ce que nous savons sur les nombreux événements complexes qui ont façonné la Voie lactée et nous aide à mieux comprendre comment les galaxies se forment et se façonnent – en particulier notre galaxie d’origine.”

Plus d’information:
Thomas Donlon et al., Les débris de la « dernière grande fusion » sont dynamiquement jeunes, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). DOI : 10.1093/mnras/stae1264

Informations sur la revue :
Avis mensuels de la Royal Astronomical Society


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