Les astronomes se seraient-ils trompés sur l'âge de notre galaxie ?

13,51 milliards d’années. Jusqu’à présent, c’était l’âge estimé de notre galaxie, la Voie lactée. Mais une étude de l’année dernière, dirigée par des chercheurs du Centre d’excellence australien ARC pour l’astrophysique du ciel en trois dimensions (ASTRO-3D) et menée par 38 scientifiques, révise ces estimations à la baisse. Pour cela, les chercheurs ont utilisé les données du télescope spatial Kepler, aujourd’hui à la retraite, pour mesurer les “tremblements” des étoiles. Leurs conclusions ont été publiées ce mois-ci dans les bulletins mensuels de la Royal Astronomical Society.

L’âge des étoiles aux sons qu’elles émettent

Comme d’autres galaxies dites “à spirales barrées” dans l’Univers, la Voie lactée se compose de deux structures rondes : un disque mince et un disque épais. Et alors que la galaxie comprend entre 200 et 400 milliards d’étoiles, le disque épais (qui enveloppe le disque mince) en contient environ 20%. Il est considéré comme le plus ancien de la paire — d’une part par la plus grande “métallicité” de ses astres (la fraction de leur masse qui n’est constituée ni d’hydrogène ni d’hélium), d’autre part sa nature plus “gonflée”. Les astronomes ont donc essayé de déterminer l’âge de ce disque épais, afin d’établir celui de notre galaxie.

Pour ce faire, ils ont utilisé une méthode connue sous le nom “d’astérosismologie”. Celle-ci consiste à mesurer les oscillations d’une étoile, liées à ses tremblements internes. “Les tremblements de terre génèrent des ondes sonores à l’intérieur des étoiles qui les font sonner ou vibrer, explique plus précisément Dennis Stello, co-auteur de l’étude, dans un communiqué. Les fréquences produites nous renseignent sur les propriétés internes des étoiles, y compris leur âge. C’est un peu comme identifier un violon comme Stradivarius en écoutant le son qu’il produit.”

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Des modèles galactiques erronés

En vérité, les chercheurs ne sont pas en mesure de détecter réellement les “sons” générés par les astres. Mais ils sont capables de mesurer les mouvements en leur sein, en fonction des changements de luminosité qu’ils observent. De cette façon, les chercheurs font en quelques sortes de “l’archéologie galactique”, et sont ainsi en mesure de remonter au moment de la formation de la Voie lactée.

L’équipe de recherche avait déjà tenté d’aligner les données astérosismiques obtenues sur les prévisions des modèles galactiques déjà existants. Sans succès. En fait, auparavant, ces modèles supposaient que le disque épais était peuplé d’étoiles plus jeunes, de faible masse et de faible métallicité. Mais les données de la mission K2, qui consistait à observer pendant 80 jours différentes parties ciel en même temps, ont finalement montré une erreur dans les compositions chimiques supposées des astres. Le tout a conduit à un âge inexact.

Un mystère résolu

À partir de là, l’équipe a révisé les estimations officielles du disque épais de la Voie lactée. Ils concluent finalement qu’il a environ 10 milliards d’années. “Cette découverte éclaircit un mystère, s’enthousiasme le Dr Sanjib Sharma, directeur de l’étude et membre d’ASTRO-3D. Les données antérieures sur la répartition par âge des étoiles dans le disque n’étaient pas en accord avec les modèles construits pour le décrire, mais personne ne savait où se trouvait l’erreur […] Maintenant, je suis sûr que nous l’avons trouvé.”

De nouvelles révélations sont encore attendues : les scientifiques diffusent constamment des données récoltées avant que Kepler ne cesse ses opérations en novembre 2018. Les analyses devraient désormais être combinées avec celles du tout nouveau Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, envoyé dans l’espace sept mois avant la retraite de son prédécesseur. Ces missions aideront sans doute les astronomes à en savoir davantage sur la formation et l’évolution de notre galaxie.

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