Gaia traque les stars de la fratrie dans la voie lactée

Les étoiles naissent dans d'immenses nuages ​​de gaz et de poussière dans l'espace. En regardant dans notre galaxie de la Voie Lactée, nous voyons des étoiles qui sont toujours dans leur famille d'origine; nous disons que ces étoiles résident dans des amas d'étoiles ouvertes. Notre soleil est sûrement né dans un tel nuage, dont les étoiles se sont maintenant dispersées dans la Voie Lactée, se déplaçant avec le flot général d'étoiles autour du centre de la galaxie. La recherche des frères et soeurs perdus du soleil est en cours. Mais que se passerait-il si nous pouvions reconnaître non seulement les frères et soeurs de notre soleil, mais aussi leurs étoiles sur une vaste étendue de la Voie Lactée? En fait, on peut. L'étonnant vaisseau spatial Gaia de l'Agence spatiale européenne (ESA) nous a donné cette capacité. Et, contrairement à ce que croyaient les astronomes - au lieu de repartir comme prévu, les frères et sœurs vedettes révélés par Gaia se sont liés pour former des groupes d’étoiles durables. Les astronomes se réfèrent actuellement à ces groupes de frères et soeurs étoiles comme des "chaînes".

Une déclaration de l'ESA datée du 28 août 2019 expliquait pourquoi les informations sur les familles ou les chaînes vedettes tardaient à venir:

Explorer la distribution et l'histoire passée des habitants étoilés de notre galaxie est particulièrement difficile, car cela nécessite des astronomes qui déterminent l'âge des étoiles. Ce n'est pas du tout anodin, car les étoiles «moyennes» d'une masse similaire mais d'âge différent se ressemblent beaucoup.

Les astronomes doivent plutôt se pencher sur les populations d’étoiles supposées s’être formées en même temps, mais il est difficile de savoir quelles étoiles sont frères et sœurs, car elles ne traînent pas nécessairement longtemps dans les berceaux stellaires où elles se trouvent. formé.

Vue de face de familles d'étoiles - étoiles jumelles nées d'un seul nuage de gaz - dans notre galaxie de la Voie Lactée, à moins de 3 000 années-lumière de notre soleil (centre de l'image). La Voie Lactée s'étend sur 100 000 années-lumière. Les étoiles en grappes apparaissent aujourd'hui sous forme de points. Les groupes co-mouvants - les étoiles nées ensemble et se déplaçant toujours dans l'espace - apparaissent sous forme de lignes épaisses. Le diagramme est basé sur les données de la deuxième publication de données incroyablement utile de la mission Gaia de l'Agence spatiale européenne. Image via M. Kounkel & K. Covey (2019).

Marina Kounkel de l'Université Western Washington est l'auteur principal de la nouvelle étude évaluée par des pairs, publiée le 23 août 2019 dans The Astronomical Journal . Elle a expliqué:

Pour identifier les étoiles formées ensemble, nous recherchons des étoiles se déplaçant de la même manière, car toutes les étoiles formées dans le même nuage ou le même groupe se déplaceraient de la même manière.

Nous connaissions quelques-uns de ces groupes stellaires «co-mouvants» à proximité du système solaire, mais Gaia nous a permis d'explorer la Voie Lactée de manière très détaillée sur des distances beaucoup plus grandes, révélant ainsi beaucoup plus de ces groupes.

Kounkel a utilisé les données de la deuxième publication de Gaia en avril 2018 pour retracer la structure et l'activité de formation d'étoiles d'une zone de l'espace entourant notre système solaire, et pour explorer son évolution au fil du temps. Cette publication de données répertorie les mouvements et les positions de plus d'un milliard d'étoiles avec une précision rendue possible uniquement depuis le lancement de Gaia en 2013. Gaia utilise l'outil d'astrométrie au son peu glorieux pour réaliser quelque chose d'assez extraordinaire. Le satellite trace une carte tridimensionnelle de notre galaxie, identifiant les emplacements, les mouvements et la dynamique des étoiles de la Voie Lactée, ainsi que des informations supplémentaires sur bon nombre de ces étoiles. Je ne saurais trop insister sur le fait que Gaia rend possible une vision de la Voie Lactée que nous n’avions jamais vue auparavant. En ce qui concerne cette étude, l’ESA a déclaré:

L’analyse des données Gaia, reposant sur un algorithme d’apprentissage automatique, a permis de mettre au jour près de 2 000 grappes et groupes d’étoiles co-mobiles jusque-là inconnus jusqu’à environ 3 000 années-lumière, soit environ 750 fois la distance qui la sépare de Proxima Centauri, le plus proche. étoile au soleil.

L'étude a également déterminé l'âge de centaines de milliers d'étoiles, ce qui permet de suivre des «familles» stellaires et de découvrir leurs arrangements surprenants.

Familles stellaires dans le ciel de Gaia. Image via ESA / Gaia / DPAC; Données: M. Kounkel et K. Covey (2019).

Kounkel a ajouté:

Environ la moitié de ces étoiles se trouvent dans de longues configurations en forme de cordes qui reflètent les caractéristiques présentes dans leurs nuages ​​de naissance géants.

Nous pensions généralement que les jeunes stars quitteraient leurs lieux de naissance quelques millions d’années après leur formation, perdant complètement les liens avec leur famille d’origine - mais il semble que les stars puissent rester proches de leurs frères et sœurs aussi longtemps que plusieurs milliards d’années.

Et voici un autre fait intéressant à propos de ces chaînes de stars, tel que révélé par Gaia:

Les cordes semblent également être orientées de manière particulière par rapport aux bras spiraux de notre galaxie - quelque chose qui dépend de l'âge des étoiles dans une chaîne. Cela est particulièrement évident pour les cordes les plus jeunes, comprenant des étoiles de moins de 100 millions d'années, qui ont tendance à être orientées perpendiculairement au bras spiral le plus proche de notre système solaire.

Les astronomes soupçonnent que les anciennes chaînes d'étoiles devaient être perpendiculaires aux bras spiraux qui existaient au moment de la formation de ces étoiles et qui ont été remaniées au cours des milliards d'années écoulées.

Kevin Covey, également de l'Université Western Washington, est un co-auteur de l'étude. Il a dit:

La proximité et l'orientation des cordes les plus jeunes par rapport aux bras en spirale actuels de la Voie Lactée montrent que les cordes plus anciennes sont un «disque fossile» important de la structure en spirale de notre galaxie.

La nature des armes spirales est encore débattue, le verdict étant qu'elles soient stables ou que les structures dynamiques ne soient pas encore réglées. L'étude de ces cordes plus anciennes nous aidera à comprendre si les bras sont principalement statiques, ou s'ils bougent ou se dissipent et se reforment au cours de quelques centaines de millions d'années - à peu près le temps qu'il faut pour que le soleil tourne autour du centre galactique a deux fois.

D'autres publications de Gaia, comprenant davantage de données de plus en plus précises, sont prévues pour la prochaine décennie, fournissant aux astronomes les informations dont ils ont besoin pour découvrir l'histoire de la formation d'étoiles de notre galaxie. Timo Prusti, scientifique du projet Gaia à l'ESA, a déclaré:

Gaia est une mission véritablement novatrice qui révèle l’histoire de la Voie Lactée - et de ses stars constitutives - comme jamais auparavant.

Si vous suivez Gaia, vous serez d'accord!

Une vue latérale des groupes stellaires et des cordes dans notre galaxie de la Voie Lactée. Image via M. Kounkel & K. Covey (2019).

Conclusion: une nouvelle analyse des données de la deuxième publication de Gaia a révélé que les frères et soeurs vedettes - des étoiles nées du même nuage de gaz et de poussière dans l’espace - s’unissent pour former des groupes d’étoiles durables se déplaçant autour du centre de la Voie lactée. Les astronomes se réfèrent à ces groupes en tant que "chaînes".

Source: Démêler la galaxie. I. Structure locale et formation d'étoiles Histoire de la voie lactée

Via l'ESA