Les astronomes ont considérablement élargi notre carte de la Voie lactée en découvrant des dizaines de structures pâles ressemblant à des rubans, connues sous le nom de flux stellaires. À l’aide des données de la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne, les chercheurs ont identifié 87 candidats potentiels au flux stellaire, soit un bond considérable par rapport aux moins de 20 connus précédemment.
Cette découverte, dirigée par Yingtian « Bill » Chen de l’Université du Michigan, fournit un ensemble de données beaucoup plus vaste aux scientifiques qui tentent de décoder l’histoire de notre galaxie et les forces mystérieuses qui la gouvernent.
Que sont les flux stellaires ?
Les flux stellaires sont de longues et fines traînées d’étoiles qui se forment lorsque des groupes compacts, tels que des amas globulaires, traversent le champ gravitationnel de la Voie lactée. Lorsque ces amas tournent autour de la galaxie, les forces gravitationnelles les attirent, éliminant progressivement les étoiles.
Pour visualiser ce processus, le co-auteur de l’étude, Oleg Gnedin, le compare à faire du vélo avec un sac de sable qui fuit :
“Ces grains de sable sont comme les étoiles laissées sur leur trajectoire.”
Une avancée dans la détection : l’algorithme StarStream
Jusqu’à présent, trouver ces flux était en grande partie une question de chance. Les astronomes les identifiaient généralement par hasard lorsqu’ils remarquaient des tendances inhabituelles dans les données. Cette taille limitée de l’échantillon a rendu difficile la conclusion scientifique générale sur l’évolution galactique.
La percée est venue avec le développement de StarStream, un nouvel algorithme informatique. Contrairement aux méthodes précédentes qui reposaient sur la recherche de modèles visuels, StarStream utilise un modèle basé sur la physique. En appliquant les attentes théoriques sur la façon dont les étoiles devraient se comporter sous l’effet de la gravité, l’algorithme peut identifier les structures trop faibles ou irrégulières pour que l’œil humain puisse les capter.
Pourquoi c’est important pour la recherche sur la matière noire
La découverte de ces courants va bien au-delà de la simple recherche d’étoiles perdues ; c’est un outil essentiel pour cartographier la matière noire.
La matière noire est la « colle » invisible qui fournit l’attraction gravitationnelle nécessaire pour maintenir les galaxies ensemble. Bien qu’il ne soit pas visible directement, sa présence peut être déduite de la façon dont il affecte la matière visible. Parce que les courants stellaires sont façonnés par les forces gravitationnelles qu’ils rencontrent, leurs trajectoires constituent un enregistrement historique de la répartition des masses de la Voie lactée.
En étudiant ces 87 nouveaux candidats, les astronomes peuvent mieux comprendre :
– La masse de la Galaxie : Quelle quantité de matière totale (visible et sombre) réside dans la Voie Lactée.
– Le halo de matière noire : La forme et la densité du nuage invisible entourant notre galaxie.
– Durée de vie des amas : L’étude a révélé que certains amas perdent des étoiles à des rythmes inhabituellement élevés, ce qui suggère qu’ils sont sur le point d’être complètement déchirés par les forces de marée.
Remettre en question le statu quo
Les nouvelles données révèlent également que les flux stellaires sont plus diversifiés qu’on ne le pensait auparavant. Alors que les astronomes recherchaient autrefois des rubans fins et parfaitement alignés, l’algorithme StarStream a trouvé de nombreux flux qui sont :
– Plus court et plus large ;
– Mal alignés avec les orbites de leurs clusters parents ;
– Plus diffus et plus difficile à détecter.
Cela suggère que les recherches précédentes étaient orientées vers des structures « évidentes », manquant une partie importante de l’architecture complexe de la galaxie.
Le chemin à parcourir
Bien que l’étude identifie 87 candidats, les chercheurs préviennent que tous ne seront pas confirmés. Certaines détections peuvent être des « faux positifs » causés par le bruit de fond provenant d’étoiles non apparentées.
Cependant, les bases d’une nouvelle ère de cartographie galactique ont été posées. L’algorithme StarStream est conçu pour être facilement adapté aux prochains observatoires de nouvelle génération, tels que l’Observatoire Vera C. Rubin et le Nancy Grace Roman Space Telescope de la NASA, qui fourniront les données haute résolution nécessaires pour vérifier ces résultats.
Conclusion
En passant de l’observation visuelle à la modélisation basée sur la physique, les astronomes ont acquis une vision beaucoup plus claire de l’histoire structurelle de la Voie lactée. Ces flux stellaires récemment découverts serviront de guides essentiels pour cartographier la matière noire invisible qui façonne notre univers.
