La Voie lactée est notre galaxie natale, mais la connaissons-nous réellement ? Dans le cadre d’un projet financé par la NASA, une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université Villanova a obtenu une vue inédite du moteur central au cœur de notre galaxie.
La nouvelle carte de ce région centrale de la Voie Lactée, dont l’assemblage a pris quatre ans, révèle la relation entre les champs magnétiques au cœur de notre galaxie et les structures de poussière froide qui y habitent. Cette poussière constitue les éléments constitutifs des étoiles, des planètes et, en fin de compte, de la vie telle que nous la connaissons. Le moteur central du voie Lactée pilote ce processus.
Cela signifie qu’une image plus claire de la poussière et des interactions magnétiques permet de mieux comprendre la Voie lactée et la place que nous y occupons. Les découvertes de l’équipe ont également des implications au-delà de notre galaxie, offrant un aperçu de la façon dont la poussière et les champs magnétiques interagissent dans le monde. moteurs centraux d’autres galaxies.
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Comprendre comment les étoiles et les galaxies se forment et évoluent est une partie essentielle de l’histoire de l’origine de la vie – mais jusqu’à présent, l’interaction de la poussière et des champs magnétiques dans ce processus a été quelque peu négligée, en particulier au sein de notre propre galaxie.
« Le centre de la Voie lactée et la majeure partie de l’espace entre les étoiles sont remplis de beaucoup de poussière, ce qui est important pour le cycle de vie de notre galaxie », a déclaré David Chuss, chef d’équipe de recherche et professeur de physique à l’Université Villanova, à Space. com. « Ce que nous avons observé, c’était la lumière émise par ces grains de poussière froids produits par des éléments lourds forgés dans les étoiles et dispersés lorsque ces étoiles meurent et explosent. »
Une image complexe des champs magnétiques de la Voie lactée
Au cœur de la Voie Lactée existe une région appelée la zone moléculaire centrale, qui contient environ 60 millions de masses solaires de poussière. Ce vaste réservoir de poussière a une température d’environ moins 432,7 degrés Fahrenheit (moins 258,2 degrés Celsius). C’est juste quelques degrés au-dessus du zéro absolu (moins 460 Fahrenheit), la température hypothétique à laquelle tout mouvement atomique cesserait.
Également situé au coeur de la Voie Lactée est un gaz plus chaud qui a été dépouillé de ses électrons, ou « ionisé », et qui existe sous la forme d’un état de la matière appelé «plasma« .
« Les observations d’ondes radio de cette région contiennent ces magnifiques éléments verticaux qui tracent des champs magnétiques dans le composant plasma chaud et ionisé du centre de la Voie Lactée », a déclaré Chuss. « Nous avons essayé de comprendre quelle relation cela avait avec la composante de poussière froide.
L’équipe souhaitait également savoir comment cette poussière froide s’aligne avec les champs magnétiques au cœur de la Voie lactée, ce qui révélerait également l’orientation de ces champs magnétiques. Une telle orientation est appelée « polarisation ».
Chuss et ses collègues ont reçu un financement de NASA d’étudier cette zone centrale poussiéreuse à l’aide du Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge (SOFIA), qui était un télescope qui faisait le tour du globe à une altitude de 45 000 pieds (13 716 mètres) à bord d’un avion Boeing 747.
L’exploration CMZ polarimétrique à grande surface dans l’infrarouge lointain (FIREPLACE) du projet a créé une carte infrarouge qui s’étend sur environ 500 années-lumière à travers le centre de la Voie lactée sur neuf vols.
En mesurant la polarisation du rayonnement émis par la poussière alignée sur les champs magnétiques, l’équipe a déduit la structure complexe de ces champs magnétiques eux-mêmes. Celle-ci a ensuite été superposée sur une carte tricolore montrant la poussière chaude avec une teinte rose et les nuages de poussière froide en bleu. L’image montre également des filaments émetteurs d’ondes radio en jaune.
« C’est un voyage, pas une destination, mais ce que nous avons découvert, c’est que c’est une chose très compliquée. Les directions du champ magnétique varient à travers les nuages au centre de la Voie Lactée », a expliqué Chuss. « C’est la première étape pour tenter de comprendre comment le champ que nous voyons dans les ondes radio à travers ces grands filaments organisés peut être lié au reste de la dynamique du centre de la Voie Lactée. »
Chuss a expliqué que cette image complexe de champs magnétiques C’était quelque chose que lui et l’équipe FIREPLACE s’attendaient à voir avec la nouvelle carte SOFIA ; les observations concordaient avec des observations à plus petite échelle infrarouge et onde radio observations faites précédemment au cœur de la Voie Lactée. Cependant, là où cette nouvelle carte prend tout son sens, c’est son échelle. Il parvient à révéler des régions jamais cartographiées auparavant. Les détails fins qui y sont tissés sont également époustouflants.
« Je pense que nous avons beaucoup de travail à faire pour finalement arriver à des conclusions ici. L’une des choses qui me semble intéressante est que certains champs semblent être dans la même direction que les filaments dans les ondes radio. , et certains d’entre eux semblent être cohérents avec la direction de la poussière plus loin dans le disque », a déclaré Chuss. « C’est une indication alléchante selon laquelle le champ à grande échelle dans le disque de notre galaxie et le champ vertical que nous avons remarqué au centre de la Voie lactée sont peut-être connectés. »
Lui et son équipe continueront à analyser les données de SOFIA au cours des deux prochaines années et il espère que ces travaux inspireront les théoriciens à proposer de nouveaux modèles pour expliquer ce qui se passe au cœur de notre galaxie.
Une version préimprimée des données SOFIA est publiée sur le référentiel papier arXiv.
