Notre Voie lactée a connu un cataclysme cosmique avec une “galaxie saucisse” il y a des milliards d’années

Il s’avère que notre galaxie ressemble à ce qu’elle est aujourd’hui grâce à une rencontre avec une chose appelée “saucisse de Gaia”.

Aussi gras que soit l’espace, il ne s’agit pas ici d’aliments industriels cosmiques. Les astronomes ont plutôt découvert des signes indiquant qu’une petite galaxie s’est écrasée sur la Voie lactée il y a des milliards d’années, laissant derrière elle un amas d’étoiles aux orbites plutôt inhabituelles.

Alors, qu’est-ce qui fait de cet objet cosmique une “saucisse” ? Wyn Evans, astronome à l’université de Cambridge, explique que tout est lié à la trajectoire des étoiles après l’impact.

“Nous avons tracé les vitesses des étoiles, et la forme de saucisse nous a sauté aux yeux”, explique Wyn Evans.

“Ces étoiles en forme de saucisse sont ce qui reste de la dernière grande fusion de la Voie lactée.”

Si vous plissez les yeux et faites appel à votre imagination, vous pouvez certainement voir quelque chose en forme de saucisse dans le graphique ci-dessous.

(V. Belokurov (Cambridge, UK) et Gaia/ESA)

Les collisions entre galaxies ne sont pas si inhabituelles, et la Voie lactée a connu sa part de poussière avec les foules d’étoiles environnantes.

Une petite fusion qui aurait eu lieu il y a tout juste 100 millions d’années a laissé la galaxie “sonner comme une cloche”, avec d’énormes ondulations observées dans notre coin de la galaxie.

Mais il ne s’agissait pas d’une simple bouffée d’étoiles et de poussière. Des analyses supplémentaires ont permis de constater qu’elle était accompagnée d’au moins huit amas d’étoiles, ce qui signifie que, pour une petite galaxie, elle devait avoir une masse d’environ 10 milliards de masses solaires.

“De nombreux satellites nains sont tombés sur la Voie lactée au cours de son existence, mais celui-ci était le plus grand de tous”, a déclaré Sergey Koposov de l’université Carnegie Mellon.

Les astronomes ont étudié un échantillon d’environ 200 000 étoiles de la séquence principale dans notre voisinage à l’aide de données provenant du vaisseau spatial Gaia de l’Agence spatiale européenne et du Sloan Digital Sky Survey.

En utilisant des modèles mathématiques pour rembobiner et démêler leurs trajectoires, les chercheurs sont arrivés à un événement monumental dans l’histoire de notre galaxie, il y a environ 8 à 10 milliards d’années.

L’impact aurait été si cataclysmique que la Voie lactée aurait pu être fracturée. À tout le moins, sa récupération après la secousse lui aurait donné une nouvelle forme avant de se stabiliser à nouveau dans son disque bombé familier.

Les galaxies ont des formes et des tailles très variées, mais certaines caractéristiques de ce disque en spirale que nous appelons notre foyer sont difficiles à expliquer.

D’une part, nous nous trouvons à l’intérieur d’un halo diffus d’étoiles, dont beaucoup sont plus anciennes que les étoiles éparpillées dans le plan plat. Au fil des décennies, on a tenté d’expliquer ce phénomène, mais les astronomes ont continué à débattre des détails.

Ce nouveau modèle donne une nouvelle tournure aux observations précédentes en suggérant qu’une Voie lactée plus jeune a été frappée par une boule d’étoiles et de poussières, contribuant à la formation d’un noyau dense qui a été entouré d’un halo.

La galaxie de la Saucisse s’est peut-être transformée en viande hachée depuis longtemps, mais ses vestiges recèlent encore de nombreux indices sur ses origines.

“Les étoiles en forme de saucisse tournent toutes à peu près à la même distance du centre de la galaxie”, explique l’auteur principal, Alis Deason, de l’université de Durham.

La vitesse radiale des étoiles n’est pas sans rappeler celle des comètes de notre propre système solaire, qui entrent et sortent du centre galactique en faisant des demi-tours serrés et modifient la densité du bulbe. Comme le disque a continué à s’étirer au fil du temps, ces orbites se sont allongées.

Étant donné la taille de la Voie lactée, il n’est pas vraiment facile de prendre un selfie galactique, ce qui signifie que nous n’avons qu’une vague idée de ce à quoi ressemble notre maison. Des modèles comme celui-ci pourraient nous aider à nous faire une idée plus précise, et une analyse plus poussée des données Gaia sera utilisée pour tester certaines des prédictions faites par l’équipe.

Mais aussi grande que soit la saucisse Gaia, la Voie lactée est sur une trajectoire de collision bien plus impressionnante avec un voisin qui est au moins aussi grand que nous.

Dans environ 4 milliards d’années, Andromède et la Voie lactée vont tourbillonner ensemble et mélanger les étoiles dans une danse lente qui modifiera une fois de plus la forme de notre galaxie de manière monumentale.

Nous ne serons pas là pour le voir, mais le fait d’en savoir plus sur notre passé pourrait nous aider à prédire avec précision à quoi pourrait ressembler la nouvelle galaxie Milkomeda, de la taille d’un mammouth.

Cette recherche a été publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.