La Voie lactée a avalé une galaxie voisine il y a 11 milliards d'années express
Il y a environ 11 milliards d'années, la Voie lactée a subi une collision frontale. Pas avec un astéroïde, mais avec toute une galaxie plus petite. Elle a percuté la nôtre et a été déchiquetée, comme un nuage de farine frappé d'un coup de poing. Cette « cicatrice » cosmique est connue des astronomes sous le nom de Gaia-Saucisse-Encelade (d'après la forme des orbites des étoiles qui en restent). Mais quand exactement l'impact a-t-il eu lieu ?
Les auteurs de l'étude ont trouvé un moyen de chronométrer l'événement. Ils se sont tournés vers des étoiles particulières — les sous-géantes, qui vivent peu de temps et brillent juste avant de devenir des géantes rouges. Leur âge peut être déterminé avec une grande précision grâce à leur spectre et à leur luminosité. Il s'avère que la dernière grande fusion a eu lieu il y a 11 milliards d'années — plus ou moins 100 millions d'années. C'est le chronométrage le plus précis de l'histoire de l'archéologie galactique.
Immédiatement après l'impact, tout un groupe d'amas globulaires — de denses amas d'étoiles qui orbitent encore autour du centre — s'est allumé dans la Voie lactée. Cette explosion de formation d'étoiles a été baptisée Taína (en langue tupi-guarani, « étoile »). Son âge — 11,2 milliards d'années — correspond parfaitement au moment de la fusion. La catastrophe n'a donc pas seulement détruit l'intruse, elle a aussi secoué notre galaxie, la poussant à enfanter de nouveaux astres.
Mais la grande surprise, c'est le disque de la Voie lactée. La galette plate dans laquelle nous vivons a commencé à se former non pas des milliards d'années après le Big Bang, mais presque immédiatement. L'analyse du mouvement des étoiles a montré que la transition entre les orbites chaotiques du halo et les orbites ordonnées du disque se produit à une certaine concentration de métaux. Ce point d'inflexion correspond à un âge d'environ 13 milliards d'années. Le disque existait donc déjà à cette époque — bien avant la collision avec Gaia-Saucisse. Notre galaxie s'avère bien plus ancienne et plus robuste qu'on ne le pensait.
Et un dernier détail : l'amas globulaire géant Oméga du Centaure, visible à l'œil nu dans l'hémisphère sud, est très probablement le noyau survivant de cette galaxie victime. Ses étoiles ont l'âge et la composition appropriés, et son orbite porte les traces des perturbations gravitationnelles causées par la barre de la Voie lactée. Ainsi, on peut même observer le « coupable » aux jumelles.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2604.14502
We present a robust method to empirically infer the timing of the last significant merger in the Milky Way which is tested against fully cosmological models of galaxy formation. We apply it to Milky Way subgiant stars with spectro-photometric ages, finding that the last significant merger (Gaia-Sausage-Enceladus, GSE), occurred $$\sim11\,$$Gyrs ago. This coincides with the birth of a coeval in-situ group of globular clusters (GCs), which constrains the merger-induced starburst (hereafter {\it Tain\'{a}}) to have occurred at $$11.2\pm 0.1\,\rm{Gyr}$$, the most precise dating of this merger event. The GSE's most metal-rich GCs were also born around this time ($$\tau=10.9\pm0.1\,\rm{Gyr}$$) and likely formed during the merger interaction prior to disruption of the GSE. We argue that $$\omega$$ Centauri is the most likely candidate for the surviving remnant of the GSE, and show that its stellar populations have final ages and metallicities consistent with the GSE GCs together with observational evidence it may have been affected by bar resonances. Furthermore, we argue that the mean metallicity for which stellar orbits transition from halo-like to disc-like kinematics shows an upward inflexion point at $$[\rm{Fe/H}]\sim-1.33$$, and this sets an upper-limit for the age when the disc was forming. To corroborate this, we identify proto-MW GCs with highly disc-like orbits that formed before the last significant merger (with ages up to $$\tau=13.0\pm0.5\,\rm{Gyr}$$). This places the disc formation time as far back as as $$z_{\rm disc\, form}\gtrsim4$$.
Les sous-géantes sont des étoiles à la retraite : elles viennent de brûler tout l'hydrogène de leur cœur et se gonflent, se préparant à devenir des géantes rouges. Cette phase ne dure que quelques millions d'années — un clin d'œil à l'échelle stellaire — ce qui permet de déterminer leur âge avec une précision record.
Dans le roman « Impact avec l'abîme », Arthur C. Clarke et Michael McCollum ont décrit une fusion galactique qui réveille une civilisation ancienne. Ici, la fusion n'a réveillé que la formation d'étoiles.