Depuis la naissance de l'astronomie moderne, les scientifiques ont cherché à déterminer toute l'étendue de la galaxie de la Voie lactée et à en savoir plus sur sa structure, sa formation et son évolution. Selon les théories actuelles, il est largement admis que la Voie lactée s'est formée peu après le Big Bang (il y a environ 13,51 milliards d'années). C'était le résultat de la réunion des premières étoiles et des amas d'étoiles, ainsi que de l'accrétion de gaz directement du halo galactique.
Depuis lors, plusieurs galaxies auraient fusionné avec la Voie lactée, ce qui a déclenché la formation de nouvelles étoiles. Mais selon une nouvelle étude d'une équipe de chercheurs japonais, notre galaxie a eu une histoire plus turbulente qu'on ne le pensait. Selon leurs découvertes, la Voie lactée a connu une période de dormance entre deux périodes de formation d'étoiles qui ont duré des milliards d'années, mourant effectivement avant de revenir à la vie.
Leur étude, intitulée «La formation d'étoiles de voisinage solaire en deux générations séparées par 5 milliards d'années», a récemment paru dans la revue scientifique La nature. L'étude a été menée par Masafumi Noguchi, astronome de l'Institut astronomique de l'Université de Tohoku, au Japon. En utilisant une nouvelle idée connue sous le nom d '«accrétion de flux froid», Noguchi a calculé l'évolution de la Voie lactée sur une période de 10 milliards d'années.
Cette idée de l'accumulation de gaz froid a été proposée pour la première fois par Avishai Dekel - la chaire Andre Aisenstadt de physique théorique de l'Université hébraïque de Jérusalem - et ses collègues pour expliquer comment les galaxies accumulent le gaz de l'espace environnant pendant leur formation. Le concept de formation en deux étapes a également été suggéré dans le passé par Yuval Birnboim - maître de conférences à l'Université hébraïque - et ses collègues pour expliquer la formation de galaxies plus massives dans notre univers.
Cependant, après avoir construit un modèle de la Voie lactée en utilisant les données de composition de ses étoiles, Noguchi a conclu que notre propre galaxie a également connu deux étapes de formation d'étoiles. Selon son étude, l'histoire de la Voie lactée peut être discernée en regardant les compositions élémentaires de ses étoiles, qui sont le résultat de la composition du gaz à partir duquel elles sont formées.
En regardant les étoiles dans le quartier solaire, de nombreuses études astronomiques ont noté qu'il existe deux groupes qui ont des compositions chimiques différentes. L'un est riche en éléments comme l'oxygène, le magnésium et le silicium (éléments alpha) tandis que l'autre est riche en fer. La raison de cette dichotomie est un mystère de longue date, mais le modèle de Noguchi fournit une réponse possible.
Selon ce modèle, la Voie lactée a commencé lorsque des courants de gaz froids se sont accumulés dans la galaxie et ont conduit à la formation de la première génération d'étoiles. Ce gaz contenait des éléments alpha à la suite de supernovae de courte durée de type II - où une étoile subit un effondrement du noyau à la fin de son cycle de vie puis explose - libérant ces éléments dans le milieu intergalactique. Cela a conduit à la première génération d'étoiles riches en éléments alpha.
Il y a environ 7 milliards d'années, des ondes de choc sont apparues qui ont chauffé le gaz à des températures élevées. Cela a provoqué l'arrêt du flux de gaz froid dans notre galaxie, entraînant l'arrêt de la formation des étoiles. Une période de dormance de deux milliards d'années s'est poursuivie dans notre galaxie. Pendant ce temps, des supernovae de type Ia à longue durée de vie - qui se produisent dans des systèmes binaires où une naine blanche siphonne progressivement la matière de son compagnon - ont injecté du fer dans le gaz intergalactique et changé sa composition élémentaire.
Au fil du temps, le gaz intergalactique a commencé à se refroidir en émettant un rayonnement et a commencé à refluer dans la galaxie il y a 5 milliards d'années. Cela a conduit à une deuxième génération de formation d'étoiles, qui comprenait notre Soleil, qui était riche en fer. Bien que la formation en deux étapes ait suggéré des galaxies beaucoup plus massives dans le passé, Noguchi a pu confirmer que la même image s'applique à notre propre voie lactée.
De plus, d'autres études ont indiqué que cela pourrait être le cas pour le plus proche voisin de la Voie lactée, la galaxie d'Andromède. En bref, le modèle de Noguchi prédit que les galaxies spirales massives connaissent une lacune dans la formation des étoiles, tandis que les petites galaxies font des étoiles en continu.
À l'avenir, les observations des télescopes existants et de la prochaine génération devraient fournir des preuves supplémentaires de ce phénomène et nous en dire beaucoup plus sur la formation des galaxies. À partir de cela, les astronomes seront également en mesure de construire des modèles de plus en plus précis de l'évolution de notre univers au fil du temps.
