Hubble a identifié la galaxie que la Voie lactée a dévorée il y a près de 12 milliards d’années

Pendant des milliards d’années, notre galaxie a grossi en avalant d’autres systèmes stellaires. Les astronomes cherchent depuis longtemps à reconstituer la chronologie de ces anciennes collisions. Une étude réalisée avec le télescope spatial Hubble repousse maintenant le tout premier épisode beaucoup plus loin dans le passé.

Étudier la Voie lactée depuis l’intérieur reste particulièrement compliqué. Le Soleil est plongé dans son disque et les poussières cachent une partie des régions éloignées. Chaque nouvelle campagne d’observation impose donc de revoir les modèles. Des simulations récentes suggèrent par exemple qu’une collision frontale très ancienne pourrait expliquer la rotation extrêmement lente du halo stellaire de la Voie lactée. De larges zones d’ombre subsistent.

Les galaxies proches offrent un terrain d’étude plus lisible. Andromède forme aujourd’hui cinq fois moins d’étoiles qu’il y a un demi-milliard d’années, peut-être sous l’effet d’une petite galaxie naine accolée à son bord. Pour retracer l’histoire de la Voie lactée, les chercheurs s’appuient plutôt sur les amas globulaires présents en son sein. Ces concentrations d’étoiles conservent chacune l’empreinte du système dont elles proviennent.

Le télescope spatial Hubble retrouve la trace de LKH, la galaxie naine avalée par la Voie lactée

Sous la direction de Davide Massari, de l’Observatoire d’astrophysique et de science spatiale de Bologne, des chercheurs ont étudié 39 amas présents dans les 20 000 années-lumière autour du centre galactique. Grâce aux clichés du télescope spatial Hubble, ils ont déterminé l’âge de chaque ensemble et sa composition chimique avec une précision inédite. Gaia a servi à reconstruire leurs orbites. Trois groupes différents se distinguent. Le dernier ne provient ni de la Voie lactée primitive, ni de Gaia-Sausage-Enceladus, l’autre grande fusion déjà identifiée. Ces amas proviennent d’une galaxie naine nommée LKH, absorbée il y a 11,8 milliards d’années.

Cette fusion a précédé Gaia-Sausage-Enceladus de 1,8 milliard d’années. Les résultats parus dans Nature Astronomy évaluent sa masse stellaire à environ 500 millions de masses solaires. L’événement semble peu important à première vue. Actuellement digérée par notre galaxie, la naine du Sagittaire pèse à peine moins. Or, deux milliards d’années après le Big Bang, la Voie lactée était elle-même nettement plus petite.

LKH lui a tout de même fourni des étoiles, du gaz et de la matière noire en quantité suffisante pour compter. Une flambée de formation stellaire a pu suivre le choc dans la Voie lactée. Lorsque les étoiles venues de LKH sont mortes, elles ont également transformé la composition chimique du système. Davide Massari rappelle que plusieurs études décrivaient autrefois les débuts de notre galaxie comme constitués uniquement d’astres formés sur place. Son équipe continue désormais de cataloguer les amas globulaires.