Une carte de ville où, au lieu des rues, on aurait les vitesses des voitures, et au lieu des immeubles, la teneur en métaux des étoiles. Avec une telle carte, on peut repérer le centre et les périphéries sans connaître les distances exactes. C'est précisément cette approche qu'ont adoptée les astronomes pour notre Galaxie, en utilisant les diagrammes « longitude–vitesse » (ℓ–v).
Ils ont pris les données sur l'oxygène dans les régions d'hydrogène ionisé (hydrogène, qui brille sous l'effet des étoiles chaudes) à travers tout le disque de la Voie lactée. Puis ils ont comparé avec les modèles informatiques de galaxies du projet FIRE-2. Il s'avère que sur ces diagrammes, on distingue le gradient radial de métallicité : plus on s'éloigne du centre, moins il y a d'éléments lourds. C'est comme si, au centre-ville, il y avait plus de magasins de luxe, et en périphérie, moins.
De plus, les modèles révèlent des « mouvements anormaux » du gaz : la queue de la distribution des vitesses y est trois fois plus large que dans notre Galaxie. Cela signifie que le gaz dans les modèles se déplace de manière trop chaotique par rapport à la réalité. Cet écart est important pour comprendre comment naissent et meurent les étoiles, enrichissant le milieu interstellaire en métaux.
Ainsi, les diagrammes « longitude–vitesse » sont un outil puissant mais encore sous-utilisé. Ils permettent d'étudier l'histoire chimique de la Galaxie sans dépendre des mesures imprécises des distances. Peut-être est-ce eux qui aideront à reconstituer le tableau complet de la façon dont la Voie lactée est devenue ce qu'elle est.
L'oxygène est l'élément lourd le plus abondant de l'Univers, mais dans les régions d'hydrogène ionisé, sa quantité est des millions de fois inférieure à celle de l'hydrogène.
Dans le roman « Le Problème à trois corps » de Liu Cixin, les extraterrestres étudient la structure des galaxies pour comprendre leur histoire — une approche similaire, sans mesures directes des distances, fait écho à l'idée des diagrammes ℓ–v.