APOGEE dévoile les étoiles les plus froides du centre galactique

Le relevé de l’instrument APOGEE, réalisée dans le cadre du SDSS-IV, est un relevé spectroscopique à haute résolution dont le but est d’analyser environ un demi-million d’étoiles de la Voie lactée et de couvrir toutes les composantes galactiques. En utilisant les dernières observations réalisées dans l’hémisphère sud (Las Campanas, Chili), APOGEE est capable de pénétrer dans les régions les plus obscures de notre galaxie : le centre galactique entouré de son disque stellaire nucléaire (NSD). Le NSD est une structure stellaire dense au centre de la Voie lactée qui cohabite avec l’amas d’étoiles nucléaire et le trou noir central super massif.

Dans cette étude, APOGEE révèle pour la première fois des spectres à haute résolution de supergéantes rouges et d’étoiles de la branche asymptotique des géantes (AGB), traceurs d’une population jeune et d’âge intermédiaire du centre galactique. La figure ci-dessous montre le spectre APOGEE de la supergéante rouge VR5-7 (courbe noire), située au centre de notre galaxie, ainsi que le meilleur ajustement des spectres synthétiques du pipeline d’APOGEE (ASPCAP) (courbe rouge). Malgré sa température effective froide de 3200 K et la présence de bandes moléculaires de CN, CO et OH, il est possible de dériver les paramètres stellaires de ces objets extrêmement froids.

Grâce aux abondances chimiques précises de Mg, Si, Ca et O (éléments alpha), les étoiles du NSD ont une signature chimique distincte des autres étoiles de l'amas nucléaire. Alors que ces étoiles sont la preuve d'une récente flambée d'étoiles, les étoiles du NSD, au contraire, ne présentent pas ce comportement car l’histoire de leur formation est différente.

Par ailleurs, la rotation du disque stellaire nucléaire révèle que les étoiles riches en métaux avec des métallicités super-solaires ont une vitesse de rotation beaucoup plus élevée que les étoiles pauvres en métaux. Cela pourrait être le signe d'une origine différente des étoiles pauvres en métaux qui auraient pu se former à partir d'amas stellaires perturbés tombant vers le centre de la Voie lactée.