Hubble découvre des preuves de la fusion d’une galaxie naine il y a 11,8 milliards d’années

Une galaxie naine appelée LKH a croisé la jeune Voie lactée il y a environ 11,8 milliards d’années. Elle n’a pas survécu à cette rencontre : le télescope spatial Hubble de la NASA a identifié ce que l’agence qualifie de preuve définitive de la fusion des deux galaxies, repoussant de 1,8 milliard d’années dans le passé l’histoire connue de notre galaxie.

Les indices n’ont pas été trouvés dans une galaxie ayant survécu, mais dans des amas globulaires — des groupes d’étoiles denses et à peu près sphériques, qui en contiennent de quelques dizaines de milliers à quelques millions. Ces amas peuvent conserver des étoiles rassemblées lors de fusions passées et servir ainsi d’archives archéologiques de la formation de la Voie lactée. Hubble a mesuré leur âge et leur teneur en métaux, c’est-à-dire l’abondance d’éléments plus lourds que l’hélium, tandis que la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne a fourni des mesures complémentaires.

Les chercheurs ont examiné 39 amas globulaires dans les 20 000 années-lumière centrales de la Voie lactée, où devraient subsister les traces des fusions les plus anciennes. L’analyse a distingué les amas formés dans la jeune Voie lactée de ceux capturés lors de la fusion Gaia-Sausage-Enceladus, il y a environ 10 milliards d’années. Un troisième groupe était plus ancien que les amas de Gaia-Sausage-Enceladus, mais plus jeune que ceux nés au sein de la Voie lactée, ce qui indique une collision distincte et antérieure.

Cette population provenait de LKH, une galaxie naine dont les étoiles représentaient une masse équivalant à environ 500 millions de fois celle du Soleil. Pour la jeune Voie lactée, précise la NASA, cela représentait une fraction importante de la masse de la galaxie à cette époque. Cette découverte contribue à trancher une question soulevée par les observations et les simulations, sans avoir encore été résolue : une fusion majeure a-t-elle précédé les événements mieux connus de l’histoire de la Voie lactée ?

Et concrètement ? Les astronomes disposent désormais d’une chronologie plus complète de la formation de notre galaxie, avant qu’elle ne devienne la galaxie spirale abritant des centaines de milliards d’étoiles. Le résultat montre également pourquoi les anciens amas globulaires sont importants : même lorsque des milliards d’années ont effacé la forme visible d’une collision, l’âge et les signatures chimiques de leurs étoiles peuvent encore en conserver la trace. La NASA précise que l’étude a été publiée dans Nature Astronomy.