Communiqué de presse

Une fouille cosmique révèle les vestiges de blocs élémentaires primordiaux de la Voie Lactée

25 novembre 2009

En scrutant au travers des épais nuages de poussière du « bulbe » de notre Galaxie (les myriades d’étoiles entourant son centre) et en révélant un nombre étonnant de détails, une équipe d’astronomes a dévoilé des étoiles d’une diversité peu habituelle dans le groupe d’étoiles appelé Terzan 5. Ce curieux cocktail d’étoiles, encore jamais observé dans le bulbe, laisse supposer que Terzan 5 est en fait un des blocs élémentaires primordiaux du bulbe, très probablement le vestige d’une galaxie naine ayant fusionné avec la Voie Lactée durant ses tous premiers jours.

« L’histoire de la Voie Lactée est encodée dans ses plus vieux fragments, amas globulaires et autres systèmes d’étoiles, qui ont été témoins de toute l’évolution de notre Galaxie » déclare Francesco Ferraro, premier auteur de l’article publié dans l’édition du journal Nature de cette semaine. « Notre nouvelle étude ouvre une nouvelle fenêtre sur encore un autre pan de notre passé galactique. »

Tels des archéologues, qui fouillent dans la poussière amoncelée sur les restes d’anciennes civilisations et déterrent des pièces cruciales de l’histoire de l’humanité, les astronomes ont concentré leur regard au travers des épaisses bandes de poussière interstellaire obscurcissant le bulbe de la Voie Lactée et ont dévoilé un vestige cosmique extraordinaire.

La cible de l’étude est l’amas d’étoiles Terzan 5. Les nouvelles observations montrent que cet objet, contrairement à la plupart des amas globulaires, n’héberge pas que des étoiles formées en même temps – ce que les astronomes appellent une « population unique » d’étoiles. Au lieu de cela, la multitude d’étoiles qui brillent dans Terzan 5 s’est formée au cours d’au moins deux périodes différentes, la première il y a probablement 12 milliards d’années, puis une seconde il y a six milliards d’années.

« Seul un autre amas globulaire avec une histoire aussi complexe de formation stellaire a été observé dans le halo de la Voie Lactée : Oméga du Centaure » précise Emanuele Dalessandro, membre de l’équipe. « C’est la première fois que nous voyons cela dans le bulbe. »

Le bulbe galactique est la région la moins accessible de notre galaxie pour les observations astronomiques : seule la lumière infrarouge permet de pénétrer les nuages de poussière et révéler ses myriades d’étoiles. « C’est uniquement grâce aux instruments exceptionnels installés sur le très grand télescope de l’ESO (le VLT) » déclare Barbara Lanzoni, une des co-auteurs de l’article, « que nous avons finalement été capables de « dissiper le brouillard » et d’obtenir une perspective nouvelle sur les origines du bulbe galactique lui-même. »

Un joyau technique se cache derrière cette découverte, à savoir, le « Multi-conjugate Adaptive optics Demonstrator » (MAD), un instrument de pointe qui permet au VLT de faire des images superbement détaillées dans l’infrarouge. L’Optique Adaptative est la technique avec laquelle les astronomes peuvent corriger les déformations provoquées par les turbulences atmosphériques de la Terre sur les images astronomiques réalisées avec des télescopes au sol. MAD est un prototype, encore plus puissant, des instruments d’optique adaptative de prochaine génération [1].

Grâce à l’œil perçant du VLT, les astronomes ont également découvert que Terzan 5 est plus massif que ce que l’on pensait : Il semblerait que ce système, avec sa composition complexe et l’histoire agitée de sa formation stellaire, soit les restes survivants d’une galaxie naine bouleversée qui a fusionné avec la Voie Lactée durant ses tous premiers stades, contribuant ainsi à former le bulbe galactique.

« Ce résultat pourrait être le premier d’une série de découvertes à venir qui nous permettra d’apporter des réponses à la question toujours vivement débattue de l’origine des bulbes galactiques » conclue Francesco Ferraro. « Plusieurs systèmes similaires peuvent être cachés derrière la poussière du bulbe : c’est dans ces objets que l’histoire de la formation de notre Voie Lactée est écrite. »

Notes

[1] Les télescopes terrestres souffrent de l’effet de brouillard dû à la turbulence atmosphérique. Ces turbulences provoquent le scintillement des étoiles qui enchante les poètes mais frustre les astronomes car il brouille les détails subtils des images. Toutefois, avec les techniques de l’Optique Adaptative, cette perturbation majeure peut être corrigée de telle sorte que les télescopes fournissent des images qui sont théoriquement aussi précises que possible, i.e. se rapprochant des conditions spatiales. Les systèmes d’optique adaptative fonctionnent au moyen de miroirs déformables contrôlés par ordinateur qui neutralisent les distorsions provoquées par les turbulences atmosphériques. Le principe repose sur des corrections optiques en temps réel calculées à une très grande vitesse (plusieurs centaines de fois par seconde) à partir de données d’image obtenues par un détecteur de front d’ondes (une caméra spéciale) qui contrôle la lumière à partir d’une étoile de référence. Les systèmes d’optique adaptative actuels peuvent seulement corriger les effets des turbulences atmosphériques sur une très petite région du ciel – généralement 15 secondes d’arc ou moins-la correction se dégradant très vite lorsque l’on s’éloigne de l’étoile de référence. Les ingénieurs ont donc développé de nouvelles techniques pour dépasser ces limites, l’une d’elles étant l’optique adaptative multi-conjuguée (multi-conjugate adaptive optics – MCAO) comme l’instrument « MAD » qui utilise jusqu’à trois étoiles guide au lieu d’une seule comme référence pour supprimer le brouillage provoqué par la turbulence atmosphérique, sur un champ trente fois plus grand qu’avec les techniques actuelles (ESO PR 19/07).

Plus d'informations

Cette recherche est présentée dans un article publié dans l’édition du 26 novembre 2009 de Nature “The cluster Terzan 5 as a remnant of a primordial building block of the Galactic bulge”, by F. R. Ferraro et al.

L’équipe est composée de Francesco Ferraro, Emanuele Dalessandro, Alessio Mucciarelli et Barbara Lanzoni (Department of Astronomy, University of Bologna, Italie), Giacomo Beccari (ESA, Space Science Department, Noordwijk, Hollande), Mike Rich (Department of Physics and Astronomy, UCLA, Los Angeles, USA), Livia Origlia, Michele Bellazzini et Gabriele Cocozza (INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna, Italie), Robert T. Rood (Astronomy Department, University of Virginia, Charlottesville, USA), Elena Valenti (ESO and Pontificia Universidad Catolica de Chile, Departamento de Astronomia, Santiago, Chili) et Scott Ransom (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, USA).

L’ESO - l’Observatoire Européen Austral - est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 14 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. A Paranal, l’ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde. L’ESO est le partenaire européen d’ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L’ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d’un télescope européen géant – l’E-ELT- qui disposera d’un miroir primaire de 42 mètres de diamètre et observera dans le visible et le proche infrarouge. L’E-ELT sera « l’œil tourné vers le ciel » le plus grand au monde.

Contacts

Francesco Ferraro
Università di Bologna
Italy
Tél: +39 (0)5 12 09 57 74
Courriel: francesco.ferraro3@unibo.it

Thierry Botti (contact presse pour la France)
Réseau de diffusion scientifique de l'ESO et Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
Marseille, France
Tél: +33 4 95 04 41 06
Courriel: eson-france@eso.org

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso0945.