La Voie lactée se drape dans le cœur de galaxies éteintes
Le halo de la Voie lactée est parsemé d’amas stellaires appelés amas globulaires. Ils contiennent généralement des centaines de milliers d’étoiles amassées en une sphère compacte. Plus de 150 amas globulaires ont été détectés autour de la Voie lactée, et beaucoup d’autres ont été observés autour des galaxies voisines. Le projet Global-assembly, financé par l’UE, avait pour objectif d’en apprendre plus sur ces corps célestes. Bien qu’il s’agisse de l’une des structures les plus simples de l’univers, on sait fort peu de choses sur leur origine. «Nous pensions que toutes les étoiles à l’intérieur de ces systèmes stellaires étaient nées en même temps dans l’univers primitif», explique Anna Fabiola Marino, chercheuse au sein du projet Global-assembly. «Nous avons maintenant découvert que ce n’est pas tout à fait vrai.»
Des étoiles métalliques
Les recherches d’Anna Fabiola Marino se sont concentrées sur un phénomène propre aux amas globulaires: l’existence de nombreuses populations d’étoiles distinctes au sein de la constellation. Si certaines de ces populations stellaires sont constituées de matière primordiale – que l’on suppose avoir émergé au début de l’univers – d’autres sont riches en éléments comme l’hélium, l’azote et le sodium, ce qui suggère que ces étoiles sont apparues et se sont développées plus tard. «Cette variation métallique est considérée comme une caractéristique des galaxies, qui ont une masse beaucoup plus importante que les amas globulaires», fait remarquer Anna Fabiola Marino, qui a réalisé ces travaux à l’Université de Padoue en Italie. Pour étudier les amas globulaires, Anna Fabiola Marino a créé des «cartes chromosomiques», des graphiques en 2D de la luminescence stellaire, à partir des données du télescope Hubble. Ces graphiques combinent l’intensité d’une étoile dans les UV et sa portée optique bleue sur un axe avec l’intensité dans la gamme des UV à l’infrarouge sur l’autre. Un tel agencement des spectres d’un échantillon d’étoiles d’un amas globulaire révèle les caractéristiques métalliques des différentes populations d’étoiles. «Notre analyse spectroscopique a fourni une clé pour lire la carte, chaque population étant identifiée par son profil chimique», explique Anna Fabiola Marino. «Nous pouvons ensuite appliquer cela à toutes les populations présentes dans l’amas globulaire, en associant les données photométriques et spectroscopiques.»
Des cœurs galactiques
En conséquence, Anna Fabiola Marino a constaté que de nombreux amas présentent un profil métallique similaire à celui des galaxies, ce qui laisse entendre qu’ils pourraient être les vestiges d’agrégations stellaires beaucoup plus grandes. «Quelques-uns d’entre eux pourraient être des galaxies en soi – des reliquats d’anciennes galaxies qui ont été capturées par la Voie lactée», dit-elle. Ses travaux ont été soutenus par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie. Elle ajoute: «La subvention a apporté des fonds pour la recherche, mais aussi la possibilité de collaborer avec d’autres recherches complémentaires.» «Grâce à cela, j’ai pu obtenir des résultats significatifs.» Depuis, Anna Fabiola Marino a décroché un poste permanent à l’Institut national italien d’astrophysique, à Florence. «Je pense que la bourse m’a beaucoup aidée à obtenir des résultats assez pertinents pour être compétitive et avoir une chance d’obtenir ce poste», dit-elle. Elle compte poursuivre ses recherches sur l’origine des amas globulaires dans la Voie lactée, notamment à l’aide du futur télescope James Webb, dont le lancement est prévu fin 2021: «Ceci est crucial pour notre compréhension de la formation stellaire, et a des implications plus larges pour un grand nombre de domaines de l’astrophysique.»
Mots‑clés
Global-assembly, amas globulaire, luminescence, étoiles, Voie lactée, halo, hélium, univers, carte chromosomique
