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Dix millions d’étoiles pour une histoire chimique de la Voie lactée

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Marrakech, 11 févr. (Maroc-Actu) –

Un nouveau catalogue de des échantillons de plus de 24 millions d’étoiles qui peut être utilisé pour déchiffrer l’histoire chimique des éléments de la Voie lactée.

La recherche, publiée dans Le Journal de l’astrophysique par des chercheurs de l’Université de Notre Dame, avec des collaborateurs en Chine et en Australie, représente environ un centième des quelque 240 milliards d’étoiles que compte la Voie lactée.

Il s’agit d’une étape importante pour Timothy Beers, professeur de physique à Notre Dame, qui a passé la majeure partie de sa carrière à planifier et à réaliser des études sur des étoiles de plus en plus grandes afin de déchiffrer la formation et l’évolution chimique de la galaxie, un domaine appelé archéologie galactique. Les chercheurs ont utilisé une nouvelle approche pour mesurer la lumière de chaque étoile et en déduire l’abondance de métaux lourds tels que le fer. Ils ont également mesuré leurs distances, leurs mouvements et leurs âges.

« Les abondances élémentaires des étoiles individuelles retracent l’enrichissement chimique de la galaxie de la Voie lactée, depuis le moment où elle a commencé à former des étoiles peu après le Big Bang jusqu’à aujourd’hui », dit Beers.

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« La combinaison de ces informations avec les distances et mouvements stellaires nous permet de contraindre l’origine des différents composants de la galaxie, tels que les populations du halo et du disque », poursuit-il. « L’ajout d’estimations de l’âge met une « horloge » sur le processus, ce qui permet de dresser un tableau beaucoup plus complet de l’ensemble du processus. »

Les travaux spectroscopiques antérieurs de Beers et de ses collaborateurs ont fourni les informations sur des dizaines de milliers d’étoiles qui ont été utilisées pour calibrer la nouvelle approche, basé sur des mesures photométriques de précision.. La recherche récente a utilisé de grands échantillons photométriques provenant de l’Australian SkyMapper Southern Survey et de la mission satellitaire européenne Gaia pour calibrer les estimations de la métallicité.

Jusqu’à récemment, la seule façon d’obtenir des estimations précises de la teneur en métaux lourds, comme le fer, pour un grand nombre d’étoiles était de prendre des spectres à basse et moyenne résolution qui pouvaient être analysés pour extraire ces informations. Le processus a été long et laborieux.

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Beers s’intéresse tout particulièrement aux étoiles présentant les métallicités les plus faibles (étoiles très pauvres en métaux dont l’abondance en fer est inférieure à 1 % de celle du soleil) car elles sont nées très tôt dans l’histoire de l’univers et révèlent donc l’origine des éléments du tableau périodique. Au début des années 1980, lorsque Beers a commencé ses travaux, les chercheurs ne connaissaient qu’une vingtaine d’étoiles très pauvres en métaux. Ce nouveau catalogue porte le total de ce que Beers appelle les « fossiles du ciel nocturne » à plus de 500 000.

Avec plus de 19 millions d’étoiles naines et cinq millions d’étoiles géantes, le nouveau catalogue devrait faire progresser les connaissances sur la façon dont la Voie lactée s’est formée de diverses manières, a déclaré Beers.

Il s’agit notamment de caractériser la structure des disques galactiques minces/épais, les composants structurels des galaxies spirales, ainsi que la population d’étoiles et d’amas globulaires entourant la plupart des galaxies à disque, appelée le halo stellaire. Le catalogue d’étoiles aidera également les chercheurs à identifier les traînées d’étoiles laissées par les galaxies naines et les amas globulaires perturbés.

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