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La Voie Lactée a déjà été morte une fois auparavant et nous en sommes maintenant à sa deuxième vie. Les calculs de Masafumi Noguchi (Université de Tohoku) ont révélé des détails auparavant inconnus sur la voie lactée. Ceux-ci ont été publiés dans l’édition du 26 juillet de Nature.

Les étoiles se sont formées à différentes époques

Les étoiles dans la voie lactée se sont formées à deux époques différentes à travers différents mécanismes. Il y a eu une longue période de dormance entre les deux, quand la formation d’étoiles a cessé. Notre galaxie d’origine s’est avérée avoir une histoire plus dramatique qu’on ne le pensait à l’origine.

En calculant l’évolution de la voie lactée sur une période de 10 milliards d’années, Noguchi a inclus au concept d ‘«accrétion de courant froid», une nouvelle idée proposée par Avishai Dekel (Université hébraïque) et ses collègues. Ce concept décrit comment les galaxies collectent les gaz environnants pendant leur formation. Bien que Yuval Birnboim (Université hébraïque) et ses collègues aient suggéré la formation en deux étapes pour des galaxies beaucoup plus massives, Noguchi a pu confirmer que le même processus s’appliquait à la Voie Lactée.

Un modèle qui apporte une réponse

L’histoire de la voie lactée est inscrite dans la composition élémentaire des étoiles, car les étoiles héritent la composition du gaz dont elles sont formées. Les étoiles «mémorisent» l’abondance des éléments dans les gaz au moment de leur formation.

Il y a deux groupes d’étoiles dans le voisinage solaire avec des compositions différentes. Un groupe est riche en éléments α tels que l’oxygène, le magnésium et le silicium. L’autre contient beaucoup de fer. Les observations récentes de Misha Haywood (Observatoire de Paris) et de ses collègues ont révélé que ce phénomène prévaut sur une vaste région de la voie lactée. L’origine de cette dichotomie n’était pas claire. Le modèle de Noguchi apporte une réponse à cette énigme de longue date.

mémoire-des-étoilesPrédiction du modèle pour trois régions différentes de la Voie Lactée.

Des flux de gaz froid

La représentation par Noguchi de l’histoire de la Voie Lactée commence au moment où des flux de gaz froid se sont déversés dans la galaxie (accumulation de flux froid) et des étoiles formées par ce gaz. Pendant cette période, le gaz a rapidement commencé à accumuler des éléments α libérés par des explosions de supernovae de type II de courte durée. Ces étoiles de première génération sont donc riches en éléments α.

Lorsque des ondes de choc sont apparues et ont chauffé le gaz à des températures élevées il y a 7 milliards d’années, le gaz a cessé de se propager dans la galaxie et les étoiles ont cessé de se former. Au cours de cette période, des explosions retardées de supernovae de type Ia à vie longue ont injecté du fer dans le gaz et modifié sa composition élémentaire.

Lorsque le gaz a refroidi en émettant des radiations, il a commencé à se propager dans la galaxie il y a 5 milliards d’années (flux de refroidissement) et a fait de la deuxième génération d’étoiles riches en fer, y compris notre soleil.

Andromède a également formé ses étoiles à deux époques différentes

Selon Benjamin Williams (Université de Washington) et ses collègues, notre voisine, Andromède, a également formé ses étoiles à deux époques différentes. Le modèle de Noguchi prédit que les galaxies spirales massives comme la Voie Lactée et Andromède ont connu une période de latence lors de la formation des étoiles, tandis que les plus petites galaxies ont créé des étoiles en continu.

De futures observations

Noguchi s’attend à ce que « les futures observations des galaxies voisines puissent révolutionner notre vision de la formation des galaxies ».

Source : University Tohoku