Les deux flux, nommés Shakti et Shiva, ont contribué à former la Voie Lactée infantile. Les deux sont si anciens qu’ils se sont probablement formés avant même les parties les plus anciennes des bras et du disque spiraux de notre galaxie actuelle.
"Ce qui est vraiment étonnant, c'est que nous pouvons détecter ces structures anciennes", déclare Khyati Malhan de l'Institut Max Planck d'astronomie (MPIA) à Heidelberg, en Allemagne, qui a dirigé la recherche. "La Voie lactée a tellement changé depuis la naissance de ces étoiles que nous ne nous attendrions pas à les reconnaître aussi clairement en tant que groupe - mais les données sans précédent que nous obtenons de Gaia ont rendu cela possible."
Grâce aux observations de Gaia, les chercheurs ont pu déterminer les orbites d’étoiles individuelles dans la Voie Lactée, ainsi que leur contenu et leur composition. "Lorsque nous avons visualisé les orbites de toutes ces étoiles, deux nouvelles structures se sont démarquées parmi les étoiles d'une certaine composition chimique", ajoute Khyati. "Nous les avons nommés Shakti et Shiva."
Des fragments véritablement anciens
Chaque flux contient la masse d’environ 10 millions de Soleils, avec des étoiles âgées de 12 à 13 milliards d’années se déplaçant toutes sur des orbites très similaires avec des compositions similaires. La façon dont ils sont distribués suggère qu'ils pourraient s'être formés sous forme de fragments distincts qui ont fusionné avec la Voie lactée au début de sa vie.
Les deux flux se dirigent vers le cœur de la Voie Lactée. Gaia a exploré cette partie de la Voie Lactée en 2022 en utilisant une sorte d'« archéologie galactique » ; cela montrait que la région était remplie des étoiles les plus anciennes de toute la galaxie, toutes nées avant même que le disque de la Voie lactée ne se soit correctement formé.
« Les étoiles y sont si anciennes qu'il leur manque bon nombre des éléments métalliques les plus lourds créés plus tard au cours de la vie de l'Univers. Ces métaux lourds sont ceux forgés dans les étoiles et dispersés dans l’espace lorsqu’elles meurent. Les étoiles au cœur de notre galaxie sont pauvres en métaux, c'est pourquoi nous avons surnommé cette région le « pauvre vieux cœur » de la Voie lactée », explique le co-auteur Hans-Walter Rix, également de la MPIA et principal « archéologue galactique » des travaux de 2022.
« Jusqu'à présent, nous n'avions reconnu que ces premiers fragments qui s'étaient réunis pour former le cœur ancien de la Voie lactée. Avec Shakti et Shiva, on voit désormais les premières pièces qui semblent relativement anciennes mais situées plus loin.
Un arbre généalogique complexe
Bien que très similaires, les deux flux ne sont pas identiques. Les étoiles Shakti gravitent un peu plus loin du centre de la Voie lactée et sur des orbites plus circulaires que les étoiles Shiva. À juste titre, les flux portent le nom d'un couple divin de la philosophie hindoue qui s'unit pour créer l'Univers (ou le macrocosme).
Khyati et Hans-Walter ont également construit une carte dynamique d'autres composants connus qui ont joué un rôle dans la formation de notre galaxie et ont été découverts à l'aide des données Gaia. Ceux-ci incluent Gaia-Sausage-Encelade, LMS1/Wukong, Arjuna/Sequoia/I'itoi et Pontus. Ces groupes d'étoiles font tous partie de l'arbre généalogique complexe de la Voie lactée , quelque chose que Gaia a permis de construire au cours de la dernière décennie.
« Révéler davantage sur les débuts de notre galaxie est l'un des objectifs de Gaia, et c'est certainement un objectif en soi », déclare Timo Prusti, scientifique du projet Gaia à l'ESA. « Nous devons identifier les différences subtiles mais cruciales entre les étoiles de la Voie Lactée pour comprendre comment notre galaxie s'est formée et a évolué. Cela nécessite des données incroyablement précises – et désormais, grâce à Gaia, nous disposons de ces données. À mesure que nous découvrons des parties surprenantes de notre galaxie, comme les courants Shiva et Shakti, nous comblons les lacunes et dressons un tableau plus complet non seulement de notre maison actuelle, mais aussi de notre première histoire cosmique.
Pour en savoir plus
« Shiva et Shakti : fragments proto-galactiques présumés dans la Voie lactée intérieure » par K. Malhan et H.-W. Rix (2023) est publié dans The Astrophysical Journal. DOI : 10.3847/1538-4357/ad1885
Le télescope spatial Gaia de l'ESA a été lancé le 19 décembre 2013 et surveille le ciel depuis 2014. Au cours de cette période, la mission a bouleversé notre compréhension de la Voie lactée, dévoilant sa forme et sa structure et révélant comment les fusions ont affecté les étoiles. qui habitent notre galaxie. Apprenez-en davantage sur certaines des principales réalisations du télescope.