Une étude pionnière, menée par un groupe de chercheurs de l'Institut national d'astrophysique (INAF) en Italie, de l'Université de Bologne et de l'Université d'Indiana, est la première à réaliser une analyse cinématique 3D de plusieurs populations stellaires pour un échantillon représentatif de 16 amas globulaires de notre galaxie.
Elle fournit une description observationnelle révolutionnaire de leurs propriétés cinématiques (c'est-à-dire de la façon dont les étoiles se déplacent au sein des amas globulaires) et de leur évolution à long terme depuis leur formation jusqu'à nos jours.
Cette étude publiée dans Astronomy & Astrophysics marque une étape importante dans notre compréhension de la formation et de l’évolution dynamique de multiples populations stellaires dans les amas globulaires (agglomérats stellaires sphériques et très compacts généralement peuplés de 1 à 2 millions d’étoiles).
L'étude fournit la première preuve solide que les amas globulaires se sont formés à la suite de multiples événements de formation d'étoiles et imposent des contraintes fondamentales sur la trajectoire dynamique suivie par les amas tout au long de leur évolution.
Avec des âges pouvant atteindre 12 à 13 milliards d'années (donc datant de l'aube du cosmos), les amas globulaires sont parmi les premiers systèmes à se former dans l'univers. Ils représentent une population typique de toutes les galaxies. Ce sont des systèmes compacts (avec des masses de plusieurs centaines de milliers de masses solaires et des tailles de quelques parsecs), et ils peuvent être observés même dans des galaxies lointaines.
Les résultats obtenus au cours des deux dernières décennies ont montré de manière inattendue que les amas globulaires sont constitués de plus d'une population stellaire : une population primordiale, avec des propriétés chimiques similaires à celles des autres étoiles de la galaxie, et une autre avec des abondances chimiques anormales d'éléments légers tels que l'hélium, l'oxygène, le sodium et l'azote.
L'étude est fondée sur la mesure des vitesses 3D, c'est-à-dire la combinaison des mouvements propres et des vitesses radiales, obtenues avec le télescope Gaia de l'ESA et avec des données provenant, entre autres, du télescope VLT de l'ESO, principalement dans le cadre de l'étude MIKiS (Multi Instrument Kinematic Survey), une étude spectroscopique spécifiquement destinée à explorer la cinématique interne des amas globulaires. L'utilisation de ces télescopes, depuis l'espace et depuis la Terre, a fourni une vue 3D sans précédent de la distribution des vitesses des étoiles dans les amas globulaires sélectionnés.
Cette nouvelle vue en 3D du mouvement des étoiles au sein des amas globulaires fournit un cadre inédit pour la formation et l’évolution dynamique de ces systèmes. Elle permet également d’éclaircir certains des mystères les plus complexes entourant l’origine de ces structures anciennes.
Plus d'informations : E. Dalessandro et al., Une vue 3D de la cinématique de plusieurs populations dans les amas globulaires galactiques, Astronomy & Astrophysics (2024).
DOI : 10.1051/0004-6361/202451054
