En étudiant les données du satellite Gaia, des scientifiques pensent que la création de notre Système solaire – le Soleil, la Terre, etc. – pourrait être la conséquence d’une des collisions avec la galaxie du Sagittaire. Les dates sont en tout cas compatibles.

L’Agence spatiale européenne explique que « la formation du Soleil, du Système solaire et l’émergence de la vie sur Terre qui a suivi sont peut-être la conséquence d’une collision entre notre galaxie, la Voie lactée, et une autre galaxie, plus petite, la galaxie du Sagittaire ».

Pour arriver à cette conclusion, l’Agence se base sur une nouvelle étude scientifique publiée dans Nature Astronomy (disponible sur Arxiv) par deux chercheurs espagnols, un français et un italien, à partir de données recueillies par le satellite Gaia. Elle « révèle pour la première fois que l’influence de la galaxie du Sagittaire sur la Voie lactée est peut-être encore plus substantielle » que ce que l’on pensait jusqu’à présent.

Soleil, Système solaire, Voie lactée, Gaia…

Avant de continuer, commençons par quelques rappels sur plusieurs notions importantes pour la suite. Le Système solaire (avec un « S » majuscule) est un ensemble comprenant notre étoile – le Soleil –, les huit planètes (en considérant que Pluton est une planète naine) et les centaines d’autres objets célestes gravitant autour du Soleil. Il est un des nombreux systèmes planétaires (basés sur d’autres étoiles) existant dans l’univers.

Les systèmes planétaires sont regroupés par paquets dans des galaxies. Dans notre cas, le Système solaire est une petite partie de la Voie lactée. Depuis la Terre, on peut la voir – si la pollution lumineuse n’est pas trop importante – comme une grande bande blanchâtre, alors qu’elle a en fait la forme d’une spirale vue depuis l’extérieur. Il existe bien d’autres galaxies dans l’Univers, la Voie lactée n’en est qu’une parmi des centaines/milliers de milliards… chacune avec parfois plusieurs centaines de milliards d’étoiles.

Passons maintenant à la mission Gaia et son objectif. Il s’agit d‘un satellite astrométrique européen lancé fin 2013 à bord d’une fusée Soyouz. Son but ? Rien de moins que « scanner le ciel avec une précision extraordinaire, au moins mille fois supérieure à celle des observations depuis le sol ». Le CNRS donne un ordre de grandeur : la précision de Gaia est de 0,5 à 15 millièmes de seconde de degré, alors qu’un « millième de seconde de degré correspond à l'angle sous lequel on verrait une pièce de 1 euro placée à 4 000 km ».

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Une publication basée sur le 2e catalogue, DR3 repoussé

Gaia doit ainsi recenser plus d’un milliard d’étoiles de la Voie lactée, avec leurs positions, distances, mouvements et propriétés physiques. Il y a deux ans, le second jeu de données DR2 (Data Release 2) contenait près de 1,7 milliard d’étoiles… sur les près de 200 milliards que contiendrait notre seule galaxie. La publication scientifique du jour utilise d’ailleurs les données de DR2. Gaia est un peu « l’archéologue » de notre Système solaire pour certains scientifiques.

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La publication du troisième catalogue de Gaia (DR3) se basant sur les 34 premiers mois de la mission a été retardée pour cause de pandémie liée à la maladie Covid-19. Il sera finalement découpé en deux parties : « Gaia EDR3 (Gaia Early Data Release 3) et Gaia DR3 (Gaia Data Release 3). Le but est de publier dès que possible les données qui sont prêtes à être publiées », explique l’Observatoire de Paris.

Aucune date précise n’est annoncée, mais il faut s’attendre au troisième trimestre pour les données EDR3 et la seconde moitié de 2021 pour DR3. 

La Voie lactée en équilibre quand la galaxie du Sagittaire la traverse…

« En regardant les données de Gaia sur la Voie lactée, nous avons découvert trois périodes pendant lesquelles plus d’étoiles se sont formées, il y a environ 5,7 milliards d’années, 1,9 milliard d’années, et un milliard d’années, ce qui correspond aux périodes pendant lesquelles nous pensons que la galaxie du Sagittaire est passée au travers du disque de la Voie lactée », explique Tomás Ruiz-Larale principal auteur de la publication et chercheur en astrophysique à l’Institut d’astrophysique des Canaries (IAC) à Ténérife (Espagne).

« Après une période violente de formation d’étoiles, sans doute déclenchée par une fusion […], la Voie lactée avait atteint un état équilibré durant lequel les étoiles se formaient de manière régulière. Soudainement, la galaxie du Sagittaire la traverse, perturbe l’équilibre, et le gaz et la poussière qui étaient immobiles sont secoués par les ondulations », ce qui a pour effet de déclencher la formation de nouvelles étoiles.

…créant ainsi le Soleil ?

Selon l’Agence spatiale européenne, cette hypothèse doit être considérée : « Il semble possible que le Soleil et ses planètes, qui se sont formés approximativement au moment du premier passage de la galaxie du Sagittaire, n’auraient pas existé si la galaxie naine n’avait pas été capturée par la force gravitationnelle de la Voie lactée et n’était pas passée au travers de son disque ». Chaque collision arrache une partie du gaz et de la poussière de la galaxie du Sagittaire, qui reste alors dans la Voie lactée pour donner « vie » à de nouvelles étoiles. 

Carme Gallart, coauteur de la publication, y va également de son analyse, en restant prudente sur les conclusions que l’on peut en tirer : « Nous ne savons pas si le nuage de gaz et de poussière s'est transformé en Soleil à cause des effets de la galaxie du Sagittaire. Cette hypothèse est néanmoins envisageable, car l'âge du Soleil est cohérent avec la formation d’une étoile formée suite au passage du Sagittaire ». Le Soleil a pour rappel 4,5 milliards d’années, alors que la première collision remonte à 5,7 milliards d’années, d’où la compatibilité des dates.

Timo Prusti, scientifique du projet Gaia à l’ESA, affirme qu’il « était impossible avant Gaia d’en découvrir autant sur l’historique de la formation des étoiles au sein de la Voie lactée ». La mission Hipparcos (prédécesseur de Gaia dans les années 90) limitait les observations au voisinage immédiat du Soleil : « elles n’étaient pas vraiment représentatives et ne pouvaient pas nous permettre de découvrir ces pics de formation d’étoiles ».

La dernière vague de naissances d’étoiles serait « toujours en cours »

Il enchaîne : « C’est réellement la première fois que nous observons un historique détaillé de la formation des étoiles au sein de la Voie lactée ». Il faudra maintenant avoir d’autres données pour obtenir de nouveaux indices pointant ou non dans le sens de la création du Système solaire (et donc du Soleil et de la Terre) par des poussières et gaz venant de la galaxie du Sagittaire.

Selon l’Agence spatiale européenne, ce genre de collision s’est encore produite « récemment » (à l’échelle de l’Univers) : « Les données existantes suggèrent que la galaxie du Sagittaire est peut-être passée au travers du disque relativement récemment, au cours des dernières centaines de millions d’années, et en est actuellement très proche. L’étude a découvert un récent pic de formation d’étoiles qui suggère une nouvelle vague de naissance d’étoiles, toujours en cours ».

La mission Gaia est pour le moment prévue pour durer jusqu’à la fin de l’année, mais elle pourra évidemment être prolongée une nouvelle fois en fonction des résultats et de l’état du satellite.