Vingt étoiles hors norme gravitent aux confins du disque de la Voie lactée. Leur signature chimique, une absence quasi totale d’éléments lourds, intrigue les scientifiques : elles ne ressemblent à aucune autre étoile connue de notre galaxie. Selon une étude publiée dans le Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ces astres seraient les vestiges d’une ancienne galaxie avalée par la Voie lactée il y a environ 10 milliards d’années.

Une composition primitive révélatrice

Observées grâce au satellite Gaia de l’Agence spatiale européenne, ces étoiles se distinguent par leur composition chimique : elles ne contiennent que de l'hydrogène et de l'hélium, sans traces de métaux. Or, la plupart des étoiles de la Voie lactée sont riches en éléments lourds, fabriqués par des générations successives de supernovas. « Habituellement, les étoiles du disque sont riches en métaux et plus jeunes. Ici, les étoiles sont vieilles et pauvres en métaux, ce qui signifie qu’elles proviennent d’une autre galaxie », explique Federico Sestito, astronome à l’université du Hertfordshire (Royaume-Uni), qui a dirigé les travaux.

La pauvreté en métaux de ces étoiles suggère qu'elles se sont formées dans un environnement quasi primordial, avant que l’enrichissement chimique par les générations stellaires suivantes n’ait eu lieu. Leur grand âge, plusieurs milliards d’années, conforte cette hypothèse. Pour les chercheurs, ces étoiles n’ont donc pas vu le jour au sein de la Voie lactée, mais dans une petite galaxie distincte, baptisée Loki en hommage au dieu nordique du mensonge et de la tromperie.

Une fusion primitive chaotique

L'étude révèle une autre particularité : onze des vingt étoiles suivent une orbite prograde (dans le même sens que la rotation de la Voie lactée), tandis que les neuf autres ont une orbite rétrograde (en sens inverse). Cette diversité orbitale est rare parmi les étoiles du disque galactique. « Si notre théorie sur Loki est correcte, un système fusionné avec notre galaxie pourrait projeter ses étoiles à la fois dans le sens direct et dans le sens inverse », avance Federico Sestito.

Cette configuration suggère une fusion très ancienne, à une époque où la Voie lactée n’avait pas encore stabilisé sa structure. Les orbites étaient alors chaotiques, et les débris de la galaxie absorbée ont pu se disperser dans toutes les directions. Les étoiles de Loki seraient les témoins de cette période tumultueuse.

Un puzzle cosmique en construction

La Voie lactée s’est formée et accrue en engloutissant des galaxies plus petites au fil des milliards d’années. Cependant, la plupart de ces fusions sont difficiles à dater précisément car les étoiles issues de ces événements se mélangent à la population stellaire locale. La découverte de Loki pourrait aider à reconstituer les premières étapes de l’assemblage de notre galaxie.

Les astronomes entendent désormais reproduire ce type d’analyse sur un plus grand nombre d’étoiles. Mais l’exercice est exigeant : l’étude de chaque étoile demande environ quatre heures d’observation et de traitement de données. Les recherches futures devront confirmer si d’autres groupes d’étoiles similaires, vestiges d’autres fusions, se cachent dans les archives de Gaia.

Un nom qui interroge

Le choix du nom Loki n'est pas anodin. Dans la mythologie nordique, Loki est un dieu facétieux et changeant, capable de prendre différentes apparences. Cette appellation reflète la nature insaisissable de cette galaxie, longtemps restée invisible aux astronomes malgré son héritage stellaire. Elle rappelle aussi que la Voie lactée conserve en son sein les traces de son passé cannibale, qu’il faut déchiffrer une à une.