Pour dresser des cartes de ces structures, les astronomes se tournent vers des étoiles individuelles. La composition de chaque étoile enregistre son lieu de naissance, son âge et ses ingrédients natals, donc l’étude de la lumière des étoiles permet une forme de cartographie galactique ainsi que de généalogie. En situant les étoiles dans le temps et dans l’espace, les astronomes peuvent retracer l’histoire et déduire comment la Voie lactée s’est construite, pièce par pièce, sur des milliards d’années.
Le premier effort majeur pour étudier la formation primordiale de la Voie Lactée a commencé dans les années 1960, lorsque Olin Eggen, Donald Lynden-Bell et Alan Sandage, ancien étudiant diplômé d’Edwin Hubble, ont soutenu que la galaxie s’était effondrée à cause d’un nuage de gaz en rotation. Pendant longtemps, les astronomes ont pensé que la première structure à émerger dans notre galaxie était le halo, suivi d’un disque d’étoiles brillant et dense. À mesure que des télescopes plus puissants ont été mis en service, les astronomes ont construit des cartes de plus en plus précises et ont commencé à affiner leurs idées sur la façon dont la galaxie s’est formée.
Tout a changé en 2016, lorsque les premières données du satellite Gaia de l’Agence spatiale européenne sont revenues sur Terre. Gaia mesure avec précision les trajectoires de millions d’étoiles à travers la galaxie, permettant aux astronomes de savoir où se trouvent ces étoiles, comment elles se déplacent dans l’espace et à quelle vitesse elles vont. Avec Gaia, les astronomes ont pu dresser un tableau plus précis de la Voie lactée, révélant de nombreuses surprises.
Le renflement n’est pas sphérique mais en forme de cacahuète et fait partie d’une barre plus grande s’étendant au milieu de notre galaxie. La galaxie elle-même est déformée comme le bord d’un chapeau de cowboy battu. Le disque épais est également évasé, devenant plus épais vers ses bords, et il peut s’être formé avant le halo. Les astronomes ne savent même pas exactement combien de bras spiraux la galaxie possède réellement.
La carte de notre univers insulaire n’est plus aussi nette qu’elle le paraissait autrefois. Ni aussi calme.
« Si vous regardez une image traditionnelle de la Voie Lactée, vous avez ce joli halo sphérique et un joli disque d’apparence régulière, et tout est en quelque sorte stable et stationnaire. Mais ce que nous savons maintenant, c’est que cette galaxie est dans un état de déséquilibre », a déclaré Charlie Conroy, astronome au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. « Cette image simple et bien ordonnée a été vraiment rejetée au cours des deux dernières années. »
Une nouvelle carte de la Voie Lactée
Trois ans après qu’Edwin Hubble ait réalisé qu’Andromède était une galaxie à part entière, lui et d’autres astronomes étaient occupés à imager et à classer des centaines d’univers insulaires. Ces galaxies semblaient exister sous quelques formes et tailles dominantes, c’est pourquoi Hubble a développé un système de classification de base connu sous le nom de diagramme en diapason : il divise les galaxies en deux catégories, les elliptiques et les spirales.
Les astronomes utilisent encore ce schéma pour catégoriser les galaxies, y compris la nôtre. Pour l’instant, la Voie lactée est une spirale, dont les bras sont les principales pépinières d’étoiles (et donc de planètes). Pendant un demi-siècle, les astronomes ont pensé qu’il y avait quatre bras principaux : les bras du Sagittaire, d’Orion, de Persée et du Cygne (nous vivons dans une branche plus petite, appelée sans imagination le bras local). Mais de nouvelles mesures d’étoiles supergéantes et d’autres objets dressent un tableau différent, et les astronomes ne sont plus d’accord sur le nombre de bras ou sur leur taille, ni même sur la question de savoir si notre galaxie est une île étrange parmi les îles.
« Étonnamment, presque aucune galaxie externe ne présente quatre spirales s’étendant de leur centre vers leurs régions extérieures », a déclaré Xu Ye, un astronome de l’Observatoire chinois de la Montagne Pourpre, dans un e-mail.
