Une étude suggère que le Soleil a migré dans la Voie lactée après sa naissance ailleurs qu’où il est aujourd’hui

Le Soleil est l’étoile qui nous est la plus familière ; pourtant, ses origines sont étonnamment complexes. De nouvelles recherches suggèrent qu’il se serait formé à l’origine dans les régions internes de la Voie lactée, ou qu’il pourrait même provenir d’un système stellaire binaire proche du centre galactique, avant de migrer vers son orbite actuelle, dans le disque galactique externe, il y a entre 4 et 6 milliards d’années.

Cette révélation repose sur l’étude des « étoiles jumelles solaires » : des étoiles dont la température, la gravité et la composition chimique sont presque identiques à celles du Soleil. Ces jumelles agissent comme des témoins cosmiques, révélant l’histoire du Soleil mais aussi celle de la Voie lactée.

Des jumelles solaires comme témoins précis

Les étoiles jumelles solaires permettent de déterminer l’âge, la masse et la composition chimique d’étoiles individuelles avec une précision exceptionnelle. L’équipe de recherche, dirigée par Daisuke Taniguchi et Takuji Tsujimoto, a utilisé le catalogue Gaia DR3 GSP-Spec, qui fournit des données sur des millions d’étoiles dans un rayon d’environ 300 parsecs.

Après de rigoureux contrôles de qualité, un catalogue de 6 594 jumelles solaires a été constitué, soit un échantillon environ 30 fois plus important que ceux utilisés dans les études précédentes.

Pour ces étoiles, l’âge, la masse initiale et la métallicité primordiale ont été déterminés grâce à une approche fondée sur des modèles intégrant des modèles stellaires physiques et ne dépendant pas de références basées sur des données empiriques.

Détermination de l’âge grâce aux isochrones PARSEC

Les chercheurs ont utilisé les isochrones PARSEC (version 1.2S), via l’interface CMD 3.7, pour calculer l’âge, la masse et le stade évolutif des étoiles. Cette méthode compare des paramètres observés, comme la température de surface, la luminosité et la teneur en métaux, avec des modèles théoriques.

Pour valider leur approche, ils l’ont testée en la comparant à notre propre système solaire

• La distribution d’âge calculée correspondait à l’âge connu du Soleil, entre 4,5 et 4,6 milliards d’années, ainsi qu’à sa masse initiale d’une masse solaire.
• Ils ont également vérifié la robustesse statistique de leur méthode à l’aide d’un catalogue synthétique composé de 75 588 étoiles simulées.

Analyse de la composition chimique

L’analyse de la composition chimique a confirmé des tendances déjà connues : des éléments comme l’aluminium augmentent avec l’âge, tandis que l’yttrium diminue. En revanche, les étoiles dites enrichies, produites par des processus de nucléosynthèse intense d’éléments lourds, sont rares voire presque totalement absentes.

Cela s’explique probablement par l’exclusion rigoureuse des systèmes binaires potentiels ainsi que par la difficulté à identifier des étoiles présentant un enrichissement modéré lié à certains processus dans les données spectroscopiques de Gaia.

Signatures chimiques et étoiles enrichies

L’âge et les signatures chimiques des « jumelles solaires » révèlent un pic distinct pour les étoiles âgées de 4 à 6 milliards d’années.

Cette migration n’a été possible qu’à une époque où la barre galactique centrale était encore en formation. Aujourd’hui, cette barre agit comme une « barrière de corotation », piégeant les étoiles à l’intérieur du centre galactique.

Cette migration explique comment notre système solaire s’est retrouvé dans une région plus calme du disque galactique, un facteur crucial pour l’apparition d’une planète habitable.

Importance pour l’archéologie galactique

Cette étude fournit non seulement des informations sur l’histoire du Soleil, mais aussi sur la dynamique de la Voie lactée. Elle montre comment les étoiles peuvent changer de position au sein du disque galactique au fil de milliards d’années et comment ces mouvements massifs sont déclenchés par des changements structurels, comme la formation de la barre galactique.

Des catalogues à grande échelle fondés sur des modèles, comme Gaia DR3 GSP-Spec, permettent pour la première fois de réaliser ce type d’analyse avec une solide fiabilité statistique, ouvrant de nouvelles perspectives pour la recherche sur la formation stellaire, la migration des étoiles et les conditions favorables à l’apparition de la vie habitable au sein des galaxies.

Perspectives futures

De futures études examineront plus en profondeur la migration du Soleil et d’autres étoiles similaires, notamment en ce qui concerne les éléments alpha et l’évolution chimique de la galaxie.

Des missions prévues, comme le projet de satellite japonais JASMINE, permettront d’améliorer la précision de ces analyses et de retracer les trajectoires des étoiles entre les différentes régions galactiques.

Référence de l'article :

Taniguchi, D., de Laverny, P., Recio-Blanco, A., Tsujimoto, T., Palicio, P.A. (2026). Solar twins in Gaia DR3 GSP-Spec I: Building a large catalog of solar twins with ages. Astronomy & Astrophysics, 707, A260.