La Voie lactée ne serait pas homogène

La Voie lactée ne serait pas homogène

Jusqu’ici, les astronomes pensaient que trois éléments – des gaz et des métaux – étaient mélangés de manière homogène dans la Voie lactée. Ce modèle était celui utilisé pour expliquer l’histoire et l’évolution de notre Galaxie. Une équipe internationale de chercheurs, dirigée par l’Université de Genève (Unige), a battu en brèche cette théorie. Elle a en effet démontré que le mélange des éléments n’était au contraire pas homogène au sein de l’amas d’étoiles où se trouve notre soleil. Pareille conclusion remet en cause les schémas scientifiques qui expliquaient comment se forment les planètes, notamment.

«Cette découverte joue un rôle primordial dans la conception des modèles théoriques sur la formation et l’évolution des galaxies», a relevé Jens-Kristian Krogager, chercheur au département d’astronomie de l’alma mater genevoise. Les résultats de l’équipe de l’Unige, publiés dans la prestigieuse revue scientifique Nature, auront un impact sur la compréhension de l’évolution des galaxies en général, et de la Voie lactée en particulier, a assuré l’Université. Les métaux jouent en effet un rôle primordial dans la formation des étoiles, des molécules ou encore des planètes. Désormais, «on sait que de nouvelles étoiles et planètes pourraient être formées à partir de gaz possédant des quantités de métaux de compositions très différentes».

Pas de métaux dans la Voie lactée originelle

En parallèle, les étoiles brûlent tout au long de leur vie l’hydrogène qui les constitue et forment par nucléosynthèse d’autres éléments. Lorsqu’une étoile arrivée en fin de vie explose, elle expulse les métaux qu’elle a produits comme le fer, le zinc, le carbone et le silicium, nourrissant de ces éléments le gaz de la galaxie. Ces atomes peuvent ensuite se condenser sous forme de poussières, notamment dans les zones plus froides et denses de la galaxie. «Au départ, il y a plus de 10 milliards d’années, il n’y avait donc pas de métaux dans l’environnement de la Voie lactée. Puis les étoiles ont progressivement enrichi le gaz avec les métaux qu’elles produisaient», continue la chercheuse. Lorsque la composition de ce gaz atteint le seuil de la quantité présente dans le Soleil, on parle de métallicité Solaire.

L’environnement qui constitue la Voie lactée rassemble ainsi les métaux émanant des étoiles, les particules de poussière qui se sont formées à partir de ces métaux, mais aussi des gaz provenant de l’extérieur de la galaxie qu’elle intègre régulièrement. «Jusqu’à présent, les modèles théoriques considéraient que ces trois éléments étaient mélangés de manière homogène et atteignaient la composition Solaire partout dans notre galaxie, avec une légère augmentation de la métallicité au centre, là où les étoiles sont les plus nombreuses, précise Patrick Petitjean, chercheur à l’Institut d’astrophysique de Paris, Sorbonne Université. Nous avons voulu observer cela en détail grâce au spectroscope ultraviolet du satellite Hubble.»

Pour aller plus loin : Astronomie

« Le gaz est distribué de manière inhomogène »

Jusqu’à présent, on estimait que si les trois éléments étaient mélangés de façon homogène, on atteindrait ainsi la métallicité solaire partout dans la Voie lactée. Afin de le vérifier, les scientifiques ont mobilisé le télescope spatial Hubble, capable d’observer dans l’ultraviolet, ainsi que le Très Grand Télescope (VLT) installé au Chili, pour déterminer la présence des métaux et leur abondance, dans la direction de 25 étoiles différentes. Leurs observations ont montré que l’environnement de la Voie lactée n’est pas si homogène : dans certaines zones, seulement 10 % de la métallicité solaire est atteinte.

« Le gaz est distribué de manière inhomogène », estiment les auteurs, qui tentent de comprendre pourquoi. Ils posent l’hypothèse que «  le gaz vierge tombant sur le disque galactique sous forme de nuages à grande vitesse peut provoquer les inhomogénéités chimiques observées ».

Comme le souligne l’université de Genève, les métaux jouent un rôle important dans la formation de nouvelles étoiles et planètes ou de poussière cosmique. Les conclusions de cette nouvelle étude montrent que de nouvelles étoiles et planètes pourraient se former dans la Voie lactée, à partir de gaz aux compositions variées.

Des planètes formées différemment

Ces résultats ont un fort impact sur la compréhension de l’évolution des galaxies et de la nôtre en particulier. En effet, les métaux jouent un rôle fondamental dans la formation des étoiles, des poussières cosmiques, des molécules et des planètes. Et on sait à présent que de nouvelles étoiles et planètes pourraient être formées aujourd’hui à partir de gaz possédant des quantités de métaux de compositions très différentes.

Lea LAMBERT

Elle est photographe professionnelle. Elle souhaite partager son amour de la photo à travers différentes illustrations de nos articles. Léa adore la région nantaise et ses paysages. Son expertise est un atout pour notre équipe.