La Voie lactée n’est aussi massive qu’en raison de collisions et de fusions avec d’autres galaxies. Il s’agit d’un processus compliqué, et nous constatons que la même chose se produit avec d’autres galaxies à travers l’Univers.
Actuellement, nous voyons la Voie Lactée grignoter ses deux galaxies satellites, les Grands et Petits Nuages de Magellan. Leur sort est probablement scellé et ils seront absorbés par notre galaxie.
Les chercheurs pensaient que la dernière fusion majeure s’était produite dans un passé lointain de la Voie lactée, il y a entre 8 et 11 milliards d’années. Mais de nouvelles recherches amplifient l’idée selon laquelle elle était beaucoup plus récente : il y a moins de 3 milliards d’années.
Il s’agit d’une image du télescope spatial Hubble de l’amas globulaire NGC 2808. Il pourrait s’agir de l’ancien noyau de la saucisse Gaia. (NASA, ESA, A. Sarajedini (Université de Floride) et G. Piotto (Université de Padoue (Padoue))
Ce nouvel aperçu de notre histoire galactique vient du La mission Gaia de l’ESA. Lancé en 2013, Gaia cartographie actuellement 1 milliard d’objets astronomiques, principalement des étoiles. Il les mesure à plusieurs reprises, établissant des mesures précises de leurs positions et mouvements.
Un nouvel article publié dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society présente les résultats. C’est intitulé “Les débris de la « dernière fusion majeure » sont dynamiquement jeunes.” L’auteur principal est Thomas Donlon, chercheur postdoctoral en physique et astronomie à l’Université d’Alabama à Huntsville. Donlon étudie les fusions dans la Voie lactée depuis plusieurs années et a publié d’autres travaux à ce propos.
Chaque fois qu’une autre galaxie entre en collision et fusionne avec la Voie Lactée, elle laisse des rides. « Rides » n’est évidemment pas un terme scientifique. C’est un terme générique désignant plusieurs types de morphologies, notamment les plis de l’espace des phases, les caustiques, les chevrons et les coques.
Ces rides se déplacent à travers différents groupes d’étoiles au sein de la Voie Lactée, affectant la façon dont les étoiles se déplacent dans l’espace. En mesurant avec une grande précision les positions et les vitesses de ces étoiles, Gaia peut détecter les rides, empreinte de la dernière fusion majeure.
“Nous devenons plus ridés avec l’âge, mais nos travaux révèlent que le contraire est vrai pour la Voie lactée. C’est une sorte de Benjamin Button cosmique, qui se ride moins avec le temps”, a déclaré l’auteur principal Donlon dans un communiqué de presse.
“En observant comment ces rides se dissipent au fil du temps, nous pouvons retracer le moment où la Voie lactée a connu son dernier grand crash – et il s’avère que cela s’est produit des milliards d’années plus tard que prévu.”
L’effort visant à comprendre la dernière fusion majeure de la Voie Lactée (MW) implique différents éléments de preuve. L’un des éléments de preuve, outre les rides, est une région riche en Fe/H où les étoiles suivent une orbite très excentrique.
Le rapport Fe/H d’une étoile est une empreinte chimique, et lorsque les astronomes trouvent un groupe d’étoiles ayant la même empreinte digitale et les mêmes orbites, c’est la preuve d’une origine commune. Ce groupe d’étoiles est parfois appelé « le Splash ». Les étoiles du Splash pourraient provenir d’un ancêtre riche en Fe/H. Ils ont des orbites étranges qui se détachent de leur environnement. Les astronomes pensent qu’ils ont été chauffés et que leurs orbites ont été modifiées en conséquence de la fusion.
Il existe deux explications concurrentes à l’ensemble des preuves de fusion.
On dit qu’une galaxie naine ancêtre nommée Saucisse Gaia/Encelade (GSE) est entré en collision avec le proto-disque MW il y a entre 8 et 11 milliards d’années. L’autre explication est qu’un événement appelé le Fusion radiale Vierge (VRM) est responsable des étoiles dans le halo intérieur. Cette collision s’est produite beaucoup plus récemment, il y a moins de 3 milliards d’années.
“Ces deux scénarios font des prédictions différentes sur la structure observable dans l’espace des phases local, car la morphologie des débris dépend de la durée pendant laquelle ils se mélangent”, expliquent les auteurs dans leur article.
Les rides du MW ont été identifiées pour la première fois dans les données Gaia en 2018 et présentées dans ce papier.
“Nous avons observé des formes de morphologies différentes, comme une spirale semblable à une coquille d’escargot. L’existence de ces sous-structures a été observée pour la première fois grâce à la précision sans précédent des données apportées par le satellite Gaia, de l’Agence spatiale européenne ( ESA)”, a déclaré Teresa Antoja, la première auteure de l’étude, en 2018.
Mais Gaia a publié davantage de données depuis 2018 et soutient le scénario de fusion le plus récent, la Virgo Radial Merger. Ces données montrent que les rides sont beaucoup plus répandues que ne le suggèrent les données antérieures et les études basées sur celles-ci.
“Pour que les rides des étoiles soient aussi claires qu’elles apparaissent dans les données de Gaia, elles doivent nous avoir rejoint il y a moins de 3 milliards d’années, soit au moins 5 milliards d’années plus tard qu’on ne le pensait auparavant”, a déclaré la co-auteure Heidi Jo Newberg, de l’Institut Polytechnique Rensselaer.
Si les rides étaient beaucoup plus anciennes et conformes au scénario de fusion GSE, elles seraient plus difficiles à discerner.
“De nouvelles rides d’étoiles se forment à chaque fois que les étoiles se balancent d’avant en arrière au centre de la Voie Lactée. Si elles nous avaient rejoint il y a 8 milliards d’années, il y aurait tellement de rides les unes à côté des autres que nous ne les verrions plus. en tant que fonctionnalités distinctes”, a déclaré Newberg.
Cela ne veut pas dire qu’il n’existe aucune preuve de la fusion plus ancienne de GSE. Certaines des étoiles qui font allusion à l’ancienne fusion pourraient provenir de la plus récente fusion VRM, et certaines pourraient encore être associées à la fusion GSE.
C’est difficile à comprendre et les simulations jouent un rôle important. Les chercheurs des travaux précédents et de ce travail ont effectué plusieurs simulations pour voir comment elles correspondaient aux preuves.
“Notre objectif est de déterminer le temps qui s’est écoulé depuis que l’ancêtre des plis locaux de l’espace des phases est entré en collision avec le disque MW”, écrivent les auteurs dans leur article.
“Nous pouvons voir comment les formes et le nombre de rides changent au fil du temps grâce à ces fusions simulées. Cela nous permet de déterminer le moment exact où la simulation correspond le mieux à ce que nous voyons aujourd’hui dans les données réelles de Gaia de la Voie Lactée – une méthode que nous avons utilisée dans ce projet. nouvelle étude également”, a déclaré Thomas.
“En faisant cela, nous avons découvert que les rides étaient probablement causées par la collision d’une galaxie naine avec la Voie lactée il y a environ 2,7 milliards d’années. Nous avons nommé cet événement la fusion radiale de la Vierge.” Ces résultats et le nom proviennent d’un étude précédente de 2019.
À mesure que Gaia fournit davantage de données à chaque publication, les astronomes ont un meilleur aperçu des preuves de fusions. Il devient clair que le MW a une histoire complexe.
Le VRM impliquait probablement plus d’une entité. Cela aurait pu amener tout un groupe de galaxies naines et d’amas d’étoiles dans le MW à peu près au même moment. Alors que les astronomes étudient plus en détail l’histoire de la fusion du MW, ils espèrent déterminer lesquels de ces objets proviennent du VRM le plus récent et lesquels proviennent de l’ancien GSE.
“L’histoire de la Voie lactée est actuellement constamment réécrite, en grande partie grâce aux nouvelles données de Gaia”, ajoute Thomas. “Notre image du passé de la Voie lactée a radicalement changé depuis dix ans, et je pense que notre compréhension de ces fusions continuera à évoluer rapidement.”
“Cette découverte améliore ce que nous savons des nombreux événements complexes qui ont façonné la Voie lactée, nous aidant à mieux comprendre comment les galaxies se forment et se façonnent – notre galaxie d’origine en particulier”, a déclaré Timo Prusti, scientifique du projet Gaia à l’ESA.
Cet article a été initialement publié par L’univers aujourd’hui. Lis le article original.
2024-06-11 08:37:50
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