lundi 29 novembre 2021

Les amas globulaires de la Voie Lactée sont très âgés


L'âge d'un grand nombre d'amas globulaires de la Voie Lactée est encore mal connu, la majorité des amas globulaires n'ont en fait pas de mesures d'âge cohérentes. Une équipe américaine vient d'évaluer l'âge de neuf amas globulaires qui sont situés à l'intérieur de notre galaxie. Ils déterminent un âge en relatif à d'autre amas globulaires dont les caractéristiques sont mieux connues. Ils trouvent pour les neuf amas étudiés un âge très élevé, en moyenne 12,9 milliards d'années. L'étude est parue dans The Astronomical Journal.

Roger Cohen et ses collaborateurs ont utilisé le télescope spatial Hubble pour étudier la lumière de neuf amas globulaires qui n'avaient encore jamais été datés précisément. Les chercheurs avaient déjà montré par le passé quel était le potentiel de ces données d'un point de vue photométrique et astrométrique où ils avaient pu analyser les profils de densité radiale et de dispersion du mouvement propre de ces amas globulaires et ils avaient montré qu'ils sont de préférence très évolués dynamiquement. Cette fois-ci, Cohen et ses collaborateurs utilisent les diagrammes couleur-magnitude nettoyés du mouvement propre pour obtenir des informations supplémentaires sur l'histoire de ces amas. Ils mesurent la métallicité des amas et utilisent ensuite la relation âge-métallicité qui a été déterminée précédemment (en 2007) sur d'autres amas pour en déduire leur âge.
Comme une erreur systématique dans cette méthode peut jouer un rôle important dans les estimations d'âge, Cohen et ses collaborateurs ont mené leur analyse de manière cohérente avec une étude de Van den Berg et al. souvent citée comme référence dans les évaluations d'âge qui date de 2013, tant du point de vue observationnel que théorique. Les chercheurs ont utilisé une configuration d'observation ainsi que des modèles identiques à ceux de Van den Berg, y compris des corrections bolométriques autoconsistantes, pour obtenir leurs estimations d'âge.

En adoptant l'échelle d'âge de Van den Berg, les mesures d'âge relatif impliquent que les amas cibles sont systématiquement très vieux, avec un âge moyen de 12,9 ± 0,4 milliards d'années, à l'exception du "jeune" amas NGC 6342, riche en métaux. Mais ce dernier arbore tout de même un âge vénérable de 11,5 ± 1,4 milliards d'années... Le plus vieux des neuf spécimens de l'échantillon est appelé NGC 6453 et son âge déterminé est 13,3 ± 0,8 milliards d'années ! Six d'entre eux ont plus de 12,7 milliards d'années. 

La position de ces amas globulaires quand on les positionne dans le graphe âge-métallicité suggère que la plupart ou la totalité d'entre eux se sont formés in situ. Mais Cohen et ses collaborateurs précisent aussi que des classifications plus sûres devraient être faites, basées sur la cinématique et que pour cela les distances doivent être déterminées de manière fiable à partir de mesures multi-longueurs d'onde de l'extinction interstellaire et/ou de mesures directes des parallaxes.

Notre galaxie se serait donc bien formée avant le premier milliard d'années après le Big Bang. On est vieux, il faut s'y résoudre... 


Source

Relative Ages of Nine Inner Milky Way Globular Clusters from Proper-motion-cleaned Color–Magnitude Diagrams
Roger E. Cohen et al.
The Astronomical Journal, Volume 162, Number 6 (4 november 2021) 


Illustration

NGC 6342 imagé par Hubble (Space Telescope Science Institute (STScI/NASA), the Space Telescope European Coordinating Facility (ST-ECF/ESA) and the Canadian Astronomy Data Centre (CADC/NRC/CSA))

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