La Voie lactée a été remodelée par une collision il y a des milliards d'années, et est maintenant en route vers une autre

Une photographie révèle la Voie lactée en détail avec des nébuleuses et l'étoile Antarès à Potirendaba (SP) Jefferson Renee Benatti Mazzoni/Archives personnelles Vasily Belokurov est l'un des trois lauréats du Prix Kavli d'Astrophysique 2026. Le prix a été décerné pour avoir découvert des preuves fossiles de fusions galactiques passées qui prouvent comment la Voie lactée a évolué. Indépendamment de l'époque ou du point de vue, depuis une grotte pré-néolithique jusqu'à un gratte-ciel londonien post-confinement, la prévisibilité du ciel nocturne a toujours été un symbole de permanence et de stabilité rassurante pour l'Humanité. Mais ce calme apparent est trompeur.

Notre galaxie, la Voie lactée, est née du chaos et de la turbulence, et ses constellations sont remplies de migrants, d'exilés et de survivants. En ce moment, elle a recommencé à s'étirer et à se déformer, tirée par une compagne massive et en route vers une collision inévitable. Comment puis-je en être si sûr ? En tant qu'archéologue galactique, mon travail consiste à reconstruire le passé de notre galaxie et à lire les signes de son futur. Au lieu de creuser le sol, j'utilise les lois de la dynamique et de l'évolution stellaire pour fouiller des centaines de millions d'étoiles à la recherche des plus anciennes et des plus chimiquement particulières, en interprétant leurs orbites et en reconstituant les événements qui ont façonné la Voie lactée.

Parmi ces événements se trouve une ancienne collision qui a laissé des marques si profondes que, des milliards d'années plus tard, elle définit encore la galaxie qui nous entoure. Maintenant sur g1 Je veux comprendre ce qui régit la vie de ces énormes systèmes cosmiques : quels changements sont innés – la lente évolution interne d'un disque galactique – et lesquels sont acquis, imposés par des collisions et des fusions. Les questions sur l'origine de la matière noire sont à la base de tout cela. C'est la substance invisible dont la gravité maintient les galaxies ensemble, mais dont la véritable identité reste l'une des plus grandes énigmes non résolues de l'astrophysique. La Voie lactée est la seule galaxie où les mouvements stellaires peuvent être mesurés avec un détail extraordinaire.

Cela permet à nous, cosmologues, de construire notre carte la plus précise à ce jour de la matière noire : jusqu'où elle s'étend, quelle est sa densité autour du Soleil, quelle est sa forme et à quel point elle peut être uniforme ou irrégulière. Si nous parvenons à construire cette carte avec suffisamment de détails, nous pourrons commencer à comprendre non seulement où se trouve la matière noire, mais ce qu'elle est. Une collision cataclysmique Notre travail a été transformé par une révolution dans les relevés du ciel avec des données ouvertes.

Depuis 2000, le Sloan Digital Sky Survey (SDSS) a montré ce qui est possible lorsque de vastes ensembles de données astronomiques sont rendus publics, permettant des découvertes bien au-delà des objectifs pour lesquels le relevé avait été initialement créé. Et, depuis 2014, Gaia, un télescope spatial européen, a porté cette transformation à un autre niveau en cartographiant les positions et les mouvements de près de 2 milliards d'étoiles, transformant la galaxie en un vaste registre archéologique. Sans ruines, sans fragments et sans os – juste des étoiles qui gardent les indices sur le passé. La preuve la plus claire que quelque chose de cataclysmique s'est produit il y a longtemps dans notre galaxie sont les migrants que nous observons : des étoiles qui ne sont pas nées dans la Voie lactée.

Alors que les étoiles natives de la Voie lactée voyagent principalement ensemble, tournant autour du centre galactique dans le grand flux rotatif du disque, les étoiles migrantes rompent cet ordre.

Elles glissent en croisant les orbites des étoiles locales, plongent dans les régions internes de la galaxie, puis s'envolent vers sa périphérie, à plusieurs reprises. Ces orbites inhabituelles vont de pair avec une chimie inhabituelle. La plupart des étoiles migrantes sont moins riches en éléments plus lourds que la population née localement dans la Voie lactée.

Leur composition chimique est le signe d'un taux d'évolution plus lent, typique d'une galaxie naine. Cela rend les migrantes doublement précieuses. Elles sont à la fois des fossiles du passé violent de la Voie lactée et des sondes de ses régions externes, voyageant là où les étoiles locales vont rarement. Comment la Voie lactée a été restructurée L'une des idées centrales de la théorie de la formation de la structure cosmique est que les galaxies grandissent de manière hiérarchique.

Les galaxies plus petites tombent dans des galaxies plus grandes et sont déchiquetées, laissant leurs étoiles derrière elles comme des migrantes. Dans la Voie lactée, la plus grande structure ancienne de ce type est connue sous le nom de Gaia-Sausage-Enceladus. Il s'agit des restes d'une galaxie disparue depuis longtemps qui est entrée en collision avec la nôtre il y a entre 8 et 11 milliards d'années (la « saucisse » du nom de la structure en anglais est une référence à un motif dans les mouvements de ses étoiles). La Voie lactée n'est pas non plus sortie indemne de cette collision.

Le choc l'a reconfigurée et remodelée. Certains de ces changements sont facilement visibles dans les données. Des étoiles de l'ancien disque ont été dispersées dans le halo de notre galaxie, « exilées » de l'endroit où elles sont nées.

Un nouveau groupe d'amas stellaires a également été acquis. En même temps, nous pensons que quelque chose d'encore plus significatif s'est produit. La rencontre a modifié l'orientation du disque de la Voie lactée et son alignement avec le halo de matière noire. Bien que la matière noire soit trop diffuse pour dominer notre Système Solaire, dans la partie externe de la galaxie, elle est la principale masse gravitationnelle – se déplaçant, s'écoulant et, dans le modèle standard, se regroupant en une hiérarchie d'amas. Autour de la Voie lactée, cette matière noire forme un vaste halo, beaucoup plus grand que la partie lumineuse de notre galaxie.

Nous avons l'habitude d'imaginer ce halo comme un nuage épars et rond, mais Gaia a aidé à montrer que cette image est trop simpliste. Le halo sombre peut être déformé par une grande rencontre. Comme un navire qui commence à pencher, la Voie lactée a commencé à pencher – pas soudainement, pas visiblement, mais au fil de milliards d'années. Une nouvelle danse galactique De manière inhabituelle par rapport à de nombreuses galaxies de masse similaire, la Voie lactée a eu suffisamment de temps pour se remettre du choc de la « fusion en forme de saucisse ».

Aucun autre cataclysme cosmique ne semble avoir secoué notre galaxie depuis lors, lui permettant de s'installer dans une vie tranquille et sans grands événements. C'est-à-dire, jusqu'à maintenant. Le Grand Nuage de Magellan (LMC), actuellement la compagne la plus massive de notre galaxie, tire déjà sur la Voie lactée, perturbant à nouveau son halo.

Dans un écho de ce qui s'est passé il y a environ 10 milliards d'années, la Voie lactée est entraînée dans une danse accélérée avec cette galaxie naine voisine, reculant en réponse à l'approche du LMC. C'est une danse dont probablement une seule galaxie sortira intacte. Un nouveau chapitre de migration, de survie et d'adaptation a commencé. Rien de tout cela ne gâche la beauté du ciel nocturne – au contraire, cela l'approfondit.

La bande de lumière sereine au-dessus de nous n'est pas un symbole de permanence, mais le souvenir visible d'une longue survie. La Voie lactée a été brisée, reconstruite et est maintenant perturbée à nouveau. Ses étoiles rappellent le passé ; ses mouvements révèlent le futur.

Ce qui semble éternel est, en réalité, juste un moment dans une histoire beaucoup plus longue. *Vasily Belokurov est professeur d'Astronomie à l'Institut d'Astronomie de l'Université de Cambridge. **Ce texte a été publié à l'origine sur le site de The Conversation Brasil.