Découverte de la structure stellaire la moins « métallique » de la Voie Lactée

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Distribution des groupes très denses d’étoiles, appelées amas globulaires,

Distribution des groupes très denses d’étoiles, appelées amas globulaires, de la Voie Lactée superposée sur la carte de la Voie Lactée construite à partir des données de la sonde Gaia. Chaque point est un regroupement de quelques milliers à plusieurs millions d’étoiles, comme sur l’image en insert de l’amas Messier 10. La couleur des points représente leur métallicité, c’est-à-dire leur quantité d’éléments lourds par rapport au Soleil. Les étoiles de C-19 sont indiquées par les symboles bleu clair. © N. Martin/Observatoire astronomique de Strasbourg/CNRS ; Canada-France-Hawaii Telescope / Coelum; ESA/Gaia/DPAC

Le Soleil est composé à 98,5% de deux éléments atomiques légers, l’hydrogène et l’hélium, et à 1,5 % d’autres éléments plus lourds tels que le carbone, l’oxygène, le fer... Cette part d’atomes lourds appelée « métallicité » de l’étoile varie d’une étoile à l’autre. Et il s’avère que notre galaxie abrite un groupe d’étoiles à la métallicité extrêmement faible : celles-ci présentent des taux en éléments lourds 2500 fois plus faibles que ceux trouvés dans le Soleil, bien inférieurs à ceux mesurés dans toutes les autres structures stellaires de l’Univers. Cette découverte 1 , effectuée par une équipe internationale dirigée par un chercheur du CNRS à l’Observatoire astronomique de Strasbourg (CNRS/Université de Strasbourg), impliquant des scientifiques du Laboratoire Galaxies, étoiles, physique, instrumentation (Observatoire de Paris - PSL/CNRS) et du Laboratoire J-L Lagrange (CNRS/Observatoire de la Côte d’Azur), est publiée le 5 janvier 2022 dans la revue Nature. Les étoiles en question appartiennent toutes à une structure stellaire de la Voie Lactée nommée C-19. En plus de remettre en cause les connaissances et les modèles actuels qui n’envisagent pas que des structures composées uniquement de telles étoiles existent, cette découverte ouvre une fenêtre directe et unique sur les premiers âges de la formation des étoiles et sur la mise en place des structures stellaires à cette époque très reculée. Les éléments lourds étant produits par les générations successives d’étoiles massives, la très faible « métallicité » des étoiles de C-19 indique qu’elles se sont formées au tout début de l’Univers.

1. Ces travaux ont été menés dans le cadre du projet Pristine, avec la sonde Gaia de l’ESA, le télescope Canada-France-Hawaï (Hawaï), le télescope Gemini Nord (Hawaï) et le grand télescope des îles Canaries.

A stellar stream remnant of a globular cluster below the metallicity floor. Nicolas F. Martin et al. Nature, le 5 janvier 2022.


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