Comprendre comment l'Univers a vu le jour est l'un des plus grands défis d'être astrophysicien. Compte tenu de la taille de l'Univers observable (46,6 milliards d'années-lumière) et de l'âge stupéfiant (13,8 milliards d'années), ce n'est pas une tâche facile. Néanmoins, les observations, calculs et simulations informatiques en cours ont permis aux astrophysiciens d'en apprendre beaucoup sur la façon dont les galaxies et les structures plus grandes ont évolué au fil du temps.
Par exemple, une étude récente menée par une équipe de l'Université du Kentucky (Royaume-Uni) a remis en question les notions antérieures sur la façon dont notre galaxie a évolué pour devenir ce que nous voyons aujourd'hui. Sur la base des observations faites sur le disque stellaire de la Voie lactée, qui était auparavant considéré comme lisse, l'équipe a trouvé des signes d'ondulations asymétriques. Cela indique que dans le passé, notre galaxie peut avoir été façonnée par des impacts antiques.
L’étude, intitulée «Tomographie de la voie lactée avec des étoiles naines K et M: la structure verticale du disque galactique», a récemment paru dans le The Astrophysical Journal. Dirigée par Deborah Ferguson, diplômée britannique de 2016, l'équipe était composée du professeur Susan Gardner - du UK College of Arts and Sciences - et de Brian Yanny, astrophysicien du Fermilab Center for Particle Astrophysics (FCPA).
Cette étude a évolué à partir de la thèse de Ferguson, qui a été supervisée par le professeur Gardner. À l'époque, Ferguson cherchait à développer les recherches antérieures de Gardner et Yanny, qui cherchaient également à comprendre la présence d'ondulations dans le disque stellaire de notre galaxie. Pour les besoins de cette nouvelle étude, l'équipe s'est appuyée sur les données obtenues par le télescope de 2,5 m du Sloan Digital Sky Survey (SDSS), situé à l'Obache Point Observatory au Nouveau-Mexique.
Cela a permis à l'équipe d'examiner la distribution spatiale de 3,6 millions d'étoiles dans la galaxie de la Voie lactée, à partir de laquelle ils ont confirmé la présence d'ondulations asymétriques. Ceux-ci, prétendent-ils, peuvent être interprétés comme des preuves des anciens impacts de la Voie lactée - en d'autres termes, que ces ondulations résultaient du contact de notre galaxie avec d'autres galaxies dans le passé.
Cela pourrait inclure une fusion entre la Voie lactée et la galaxie naine du Sagittaire il y a environ 0,85 milliard d'années, ainsi que la fusion actuelle de notre galaxie avec la galaxie naine Canis Major. Comme le professeur Gardner l'a expliqué dans un récent communiqué de presse britannique:
«Ces impacts auraient été les« architectes »de la barre centrale et des bras spiraux de la Voie lactée. Tout comme les ondulations à la surface d'un lac lisse suggèrent le passage d'un bateau à grande vitesse, nous recherchons des écarts par rapport aux symétries que nous attendrions dans les distributions des étoiles pour trouver des preuves d'impacts anciens. Nous avons trouvé de nombreuses preuves de la rupture de toutes ces symétries et ainsi plaider pour le rôle des impacts antiques dans la formation de la structure de notre Voie lactée. »
Comme indiqué, les travaux antérieurs de Gardner ont également indiqué que lorsqu'il s'agissait de symétrie nord / sud des étoiles dans le disque de la Voie lactée, il y avait une «ondulation» verticale. En d'autres termes, le nombre d'étoiles qui se trouvent au-dessus ou en dessous du disque stellaire augmenterait d'un échantillonnage à l'autre, plus elles seraient éloignées du centre du disque galactique. Mais grâce aux données les plus récentes obtenues par le SDSS, l'équipe disposait d'un échantillon beaucoup plus important sur lequel fonder ses conclusions.
Et finalement, ces résultats ont confirmé les observations faites par Ferguson et Lally, et ont également mis en évidence une asymétrie dans le plan du disque galactique. Comme Ferguson l'a expliqué:
«Avoir accès à des millions d'étoiles du SDSS nous a permis d'étudier la structure galactique d'une manière entièrement nouvelle en divisant le ciel en petites régions sans perte de statistiques. Il a été incroyable de voir ce projet évoluer et les résultats émergent lorsque nous avons tracé les densités stellaires et vu des motifs intrigants à travers l'empreinte. Alors que d'autres études sont en cours dans ce domaine, je suis ravi de voir ce que nous pouvons apprendre sur la structure de notre galaxie et les forces qui ont contribué à la façonner. »
Comprendre comment notre galaxie a évolué et quel rôle l'ancien impact a joué est essentiel pour comprendre l'histoire et l'évolution de l'Univers dans son ensemble. Et en plus de nous aider à confirmer (ou à mettre à jour) nos modèles cosmologiques actuels, des études comme celle-ci peuvent également nous en dire beaucoup sur ce qui attend notre galaxie dans des milliards d'années.
Pendant des décennies, les astronomes ont estimé que dans environ 4 milliards d'années, la Voie lactée entrerait en collision avec Andromède. Cet événement est susceptible d'avoir des répercussions énormes, conduisant à la fusion des trous noirs supermassifs de la galaxie, des collisions stellaires et des étoiles éjectées. Bien qu'il soit douteux que l'humanité soit présente pour cet événement, il serait toujours utile de savoir comment ce processus façonnera notre galaxie et l'univers local.
