Naissance de la Voie lactée

Le récit

La bande de lait dans le ciel

Si tu t’éloignes des lumières de la ville par une nuit sans Lune, tu peux voir une large bande claire qui traverse le ciel. Les Grecs de l’Antiquité l’appelaient le « cercle de lait » ; selon le mythe, c’était du lait jailli du sein de la déesse Héra. De ce mot grec vient aussi le nom de toutes les galaxies. En 1610, Galilée a pointé sa lunette vers cette bande et a compris qu’elle était faite d’une multitude d’étoiles trop petites et trop proches les unes des autres pour être distinguées à l’œil nu.

Ce que nous voyons, c’est la Voie lactée vue de l’intérieur. Nous sommes dans un disque d’étoiles : quand nous regardons le long du disque, nous en voyons énormément, les unes derrière les autres, et elles forment la bande. Les astronomes estiment que notre galaxie contient entre 100 et 400 milliards d’étoiles et qu’elle mesure environ 100 000 années-lumière de large, c’est-à-dire que la lumière met environ 100 000 ans à la traverser. Le Soleil se trouve dans un bras spiral, à environ 26 000 années-lumière du centre, et il fait un tour de la galaxie en environ 230 millions d’années.

Une galaxie construite par morceaux

La Voie lactée n’est pas née avec la forme qu’elle a aujourd’hui. Pendant longtemps, les astronomes ont su peu de choses sur ses débuts, mais ces dernières années, il y a eu un tournant, grâce au satellite Gaia de l’Agence spatiale européenne, lancé en 2013. Gaia a mesuré la position et le mouvement de près de deux milliards d’étoiles, et construit la carte en trois dimensions la plus détaillée jamais réalisée.

Ces données ont montré que le disque épais de la galaxie a commencé à se former il y a environ 13 milliards d’années : le noyau de la galaxie était déjà en formation moins d’un milliard d’années après le Big Bang. Ensuite, la galaxie a grandi de façon désordonnée, comme un village qui s’agrandit en absorbant les villages voisins. Des groupes d’étoiles et de gaz, c’est-à-dire des galaxies plus petites, s’approchaient et étaient capturés par la gravité de la Voie lactée.

Une des rencontres les plus importantes a eu lieu il y a environ 10 milliards d’années, selon les estimations : une galaxie naine, appelée Gaia-Encelade (ou Gaia-Saucisse, à cause de la forme que ses étoiles dessinent sur les graphiques), a fusionné avec la Voie lactée. Une partie de ses étoiles a été dispersée dans le halo, la région extérieure et presque sphérique de la galaxie, et leur mouvement « à contresens » a permis de les reconnaître. D’autres galaxies naines continuent de tomber aujourd’hui : la galaxie naine du Sagittaire est lentement mise en pièces.

Le disque et les bras

Avec le temps, le gaz s’est déposé dans un disque mince qui tourne, et dans ce disque, des étoiles ont continué à naître. Les bras spiraux sont des ondes de densité qui traversent le disque, comme les ondes de circulation sur une route : le gaz est comprimé et de nouvelles étoiles naissent. Au centre, il y a une barre d’étoiles et, tout au fond, un énorme trou noir appelé Sagittarius A*, dont la masse est environ 4 millions de fois celle du Soleil. En 2020, le prix Nobel de physique a été attribué à Reinhard Genzel et Andrea Ghez, pour avoir suivi pendant des années les orbites des étoiles autour de ce trou noir.

Une découverte du XXe siècle

Jusqu’en 1920, beaucoup d’astronomes pensaient que la Voie lactée était tout l’Univers. En 1924, Edwin Hubble, avec le grand télescope du mont Wilson, en Californie, a mesuré la distance d’une tache lumineuse appelée Andromède et a compris qu’elle était trop lointaine pour faire partie de notre galaxie : c’était une autre galaxie. D’un seul coup, l’Univers est devenu énorme : la Voie lactée n’était qu’une galaxie parmi tant d’autres. Aujourd’hui, on estime qu’il y en a des centaines de milliards, ou plus, dans l’Univers observable.

La Voie lactée n’est pas immobile. Elle se rapproche d’Andromède, la grande galaxie la plus proche, à une vitesse d’environ 110 kilomètres par seconde. Dans quelques milliards d’années, les deux galaxies pourraient fusionner, même si des études récentes disent que ce n’est pas certain. Il n’y a aucun danger pour les étoiles : elles sont si éloignées les unes des autres que presque aucune n’entrerait en collision avec une autre.