Les astronomes trouvent un vestige mourant de l’amas d’étoiles qui «  n’aurait pas dû exister  »

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Gauche: L’amas globulaire déchiré et ruisselant autour de la Voie lactée. Droite: Les géantes rouges qui ont aidé les astronomes à comprendre l’amas.

James Josephides / Astronomie Swinburne

Dans un passé lointain, un caillot d’étoiles a fouetté la Voie lactée et les énormes effets gravitationnels de la galaxie les ont déchirés. La gravité a moulé le caillot en un «gros morceau de spaghetti», plein d’étoiles, qui ruisselle constamment autour de notre galaxie d’origine.

De nouvelles recherches, examinant ce flux d’étoiles en forme de spaghetti connu sous le nom de Phoenix, ont montré que ses origines sont très inhabituelles.

L’étude, publiée mercredi dans la revue Nature, fait partie d’un projet visant à étudier les flux stellaires, comme Phoenix, dans la Voie lactée et est connue sous le nom de « Southern Stellar Stream Spectroscopic Survey ». L’enquête a permis à l’équipe de recherche de se concentrer sur Phoenix, découvert en 2016 lors du Dark Energy Survey qui a scanné le ciel entre 2013 et 2019.

Phoenix était autrefois une belle boule d’étoiles propre, maintenue ensemble par les forces de la gravité … jusqu’à ce qu’elle se rapproche trop de la Voie lactée et soit déchirée.

«Phoenix est un long et mince flux. Il fait 27 000 années-lumière de long, mais seulement 150 années-lumière de diamètre», explique Geraint Lewis, astronome à l’Université de Sydney et l’un des auteurs de l’étude. « C’est donc un gros morceau de spaghetti, ce qui est un signe certain qu’il a été totalement déchiré par la galaxie. »

Le flux, explique Lewis, provient d’un amas globulaire – des collections géantes en forme de boule de 100 000 à quelques millions d’étoiles qui gravitent autour de la Voie lactée dans une région de l’espace connue sous le nom de «halo stellaire». La Voie lactée héberge environ 150 de ces groupes et ils sont bien connus des astronomes.

Mais l’amas globulaire qui a été déchiré il y a des milliards d’années pour former le ruisseau Phoenix est particulier.

« Ce flux provient d’un cluster qui, selon notre compréhension, n’aurait pas dû exister », a déclaré Daniel Zucker, astronome à l’Université Macquarie, en Australie, dans un communiqué de presse.

L’équipe a examiné les spectres d’une douzaine d’étoiles géantes rouges et lumineuses contenues dans Phoenix pour comprendre leur chimie et décoder les éléments qui les composent. La plupart des amas globulaires que les scientifiques connaissent contiennent des éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium, ce qui augmente leur «métallicité». En fait, les astronomes qui étudient les amas pensent qu’ils ont un «plancher de métallicité» et que les amas ne peuvent pas se former en dessous de ce point.

Mais Phoenix se compose d’étoiles à faible métallicité, ce qui signifie que l’amas dont il est issu s’étend sous le plancher de métallicité.

«Son enrichissement chimique est bien inférieur à celui de tous les autres amas globulaires qui existent», dit Lewis.

Cela suggère une origine ancienne pour l’amas globulaire, lorsque l’univers était assez jeune, et indique le type d’environnement dans lequel l’amas globulaire a pu se former, un environnement qui n’existe plus. Nous avons attrapé Phoenix vers la fin de sa vie, broyé par la gravité de la Voie lactée dans le mince ruisseau de spaghettis que nous voyons aujourd’hui.

«Si nous avions pu regarder le halo de la Voie lactée il y a des milliards d’années, nous aurions vu qu’il y aurait plus d’objets comme Phoenix», explique Lewis. « Phoenix est le dernier du genre. »

Quel sort attend le flux? Finalement, il disparaîtra. Les effets omniprésents de la gravité commenceront à disperser la forte concentration d’étoiles et disparaîtront dans le halo stellaire. Mais, dit Lewis, il faut quelques centaines de millions pour milliard ans pour faire une autre orbite de la Voie lactée. Donc, Phoenix restera encore un moment dans les parages, puis, après une ou deux orbites, il disparaîtra.

Si nous avions regardé juste un milliard d’années plus tard, nous ne saurions jamais que cela existait.

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