Le disque des galaxies spirales est composé de deux composants principaux: Le disque mince contient la majorité des étoiles et des gaz et est la majorité de ce que nous voyons et imaginons lorsque nous pensons aux galaxies spirales. Ce disque épais se distingue du disque mince à plusieurs égards: les étoiles y ont tendance à être plus anciennes, à carence métallique et à orbiter plus lentement au centre de la galaxie.
Mais d'où vient cette population d'étoiles est un mystère de longue date depuis son identification au milieu des années 1970. Une hypothèse est que ce sont les autres galaxies naines cannibalisées qui ne se sont jamais installées sur une orbite plus standard. D'autres suggèrent que ces étoiles ont été projetées du disque mince à travers des frondes gravitationnelles ou des supernovae. Un article récent met ces hypothèses à l'épreuve de l'observation.
À première vue, les deux propositions semblent avoir une base d'observation solide. La galaxie de la Voie lactée est connue pour être en train de fusionner avec plusieurs galaxies plus petites. Alors que notre galaxie les attire, les effets de marée déchiquettent ces galaxies mineures, dispersant les étoiles. De nombreux courants de marée de ce type ont déjà été découverts. L'éjection du disque mince prend en charge les nombreuses étoiles connues «d'emballement» et «d'hypervitesse» qui ont une vitesse suffisante pour s'échapper du disque mince et, dans certains cas, de la galaxie elle-même.
La nouvelle étude, dirigée par Marion Dierickx de Harvard, fait suite à une étude de 2009 de Sales et al., Qui a utilisé des simulations pour examiner les caractéristiques que les étoiles prendraient dans le disque épais si elles étaient créées via ces méthodes. Grâce à ces simulations, Sales a montré que la distribution des excentricités des orbites devrait être différente et permettre une méthode permettant de distinguer les scénarios de formation.
En utilisant les données de la Sloan Digital Sky Survey Data Release 7 (SDSS DR7), l'équipe de Dierickx a comparé la distribution des étoiles dans notre propre galaxie aux prédictions faites par les différents modèles. En fin de compte, leur enquête comprenait quelque 34 000 étoiles. En comparant l'histogramme des excentricités à celui des prévisions des ventes, l'équipe espérait trouver une correspondance appropriée qui révélerait le mode de création principal.
La comparaison a révélé que, si l'éjection du disque mince était la norme, il y avait trop d'étoiles sur des orbites presque circulaires ainsi que sur des orbites très excentriques. En général, la distribution était trop large. Cependant, la concordance avec le scénario des fusions correspond bien à cette hypothèse.
Bien que l'hypothèse de l'éjection ou d'autres ne puisse pas être complètement exclue, elle suggère que, au moins dans notre propre galaxie, elles jouent un rôle plutôt mineur. À l'avenir, des tests supplémentaires seront probablement utilisés, analysant d'autres aspects de cette population.
