Les amas globulaires sont une source de fascination depuis que les astronomes les ont observés pour la première fois au 17e siècle. Ces collections sphériques d'étoiles comptent parmi les plus anciennes étoiles connues de l'Univers et se trouvent dans les régions extérieures de la plupart des galaxies. En raison de leur âge et du fait que presque toutes les grandes galaxies semblent en avoir, leur rôle dans l'évolution galactique est resté quelque peu mystérieux.
Auparavant, les astronomes étaient d'avis que les amas globulaires étaient parmi les premières étoiles à se former dans l'Univers, il y a environ 13 milliards d'années. Cependant, de nouvelles recherches ont indiqué que ces grappes pourraient en fait avoir environ 4 milliards d'années de moins, soit environ 9 milliards d'années. Ces découvertes peuvent altérer notre compréhension de la formation de la Voie lactée et d'autres galaxies et de la naissance de l'Univers lui-même.
L'étude, intitulée «Réévaluer les anciennes populations stellaires», a récemment été publiée en ligne et est en cours d'évaluation pour publication dans Les avis mensuels pour la Royal Astronomical Society. L'étude a été dirigée par le Dr Elizabeth Stanway, professeur agrégé du groupe d'astronomie à l'Université de Warwick, Royaume-Uni, et a été assistée par le Dr J.J. Eldridge, maître de conférences à l'Université d'Auckland, Nouvelle-Zélande.
Pour les besoins de leur étude, le Dr Stanway et le Dr Eldridge ont développé une série de nouveaux modèles de recherche conçus pour reconsidérer l'évolution des étoiles. Ces modèles, connus sous le nom de modèles de population binaire et de synthèse spectrale (BPASS), s'étaient auparavant révélés efficaces pour explorer les propriétés des jeunes populations stellaires au sein de la Voie lactée et dans tout l'Univers.
En utilisant ces mêmes modèles, le Dr Eldridge a étudié un échantillon d'amas globulaires dans la Voie lactée et les galaxies quiescentes voisines. Ils ont également pris en compte les détails de l'évolution des étoiles binaires au sein des amas globulaires et les ont utilisés pour explorer les couleurs de la lumière et des spectres d'anciennes populations binaires. En bref, l'évolution du système stellaire binaire consiste en une étoile se développant en un géant tandis que la force gravitationnelle de la petite étoile enlève l'atmosphère du géant.
Ils ont découvert que ces systèmes binaires avaient environ 9 milliards d'années. Comme on pense que ces étoiles se sont formées en même temps que les amas globulaires eux-mêmes, cela a démontré que les amas globulaires ne sont pas aussi anciens que d'autres modèles l'ont suggéré. Comme le Dr Stanway l'a dit à propos des modèles BPASS, elle et le Dr Eldridge ont développé:
«La détermination de l'âge des étoiles a toujours dépendu de la comparaison des observations aux modèles qui résument notre compréhension de la façon dont les étoiles se forment et évoluent. Cette compréhension a changé au fil du temps et nous sommes de plus en plus conscients des effets de la multiplicité stellaire - les interactions entre les étoiles et leurs compagnons binaires et tertiaires.
Si elle est correcte, cette étude pourrait ouvrir de nouvelles voies de recherche sur la formation des galaxies massives et de leurs étoiles. Cependant, le Dr Stanway admet que beaucoup de travail reste à faire, notamment en examinant les systèmes d'étoiles à proximité où les étoiles individuelles peuvent être résolues - plutôt que de considérer la lumière intégrée d'un amas. Néanmoins, l'étude pourrait avoir une immense importance pour notre compréhension de la façon et du moment de la formation des galaxies dans notre Univers.
"Si cela est vrai, cela change notre image des premiers stades de l'évolution des galaxies et de l'endroit où les étoiles qui se sont retrouvées dans les galaxies massives d'aujourd'hui, comme la Voie lactée, se sont peut-être formées", a-t-elle déclaré. «Nous visons à poursuivre ces recherches à l'avenir, en explorant à la fois les améliorations de la modélisation et les prévisions observables qui en découlent.»
Une partie intégrante de la cosmologie est de comprendre quand l'Univers est devenu tel qu'il est, pas seulement comment. En déterminant l'âge des amas globulaires, les astronomes disposeront d'une autre pièce cruciale du puzzle quant à la manière et au moment de la formation des premières galaxies. Et celles-ci, combinées à des observations qui remontent aux premières époques de l'Univers, pourraient simplement produire un modèle complet de cosmologie.
