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Le bras manquant de la Voie Lactée a été retrouvé

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C'est un problème de près de 50 ans qui a trouvé sa solution. Deux astronomes viennent enfin d'observer l'un des bras de notre Galaxie spirale qui jusqu'à présent avait défié des générations d'observateurs. La Voie Lactée est donc bien une galaxie spirale barrée symétrique.

Une vue d'artiste de la nouvelle Voie Lactée. Crédit : Robert Hurt (SSC/JPL/Caltech)

Etant donné notre situation dans la Voie Lactée, on pourrait croire que nous sommes condamnés à ne jamais avoir connaissance de sa structure. Voilà près de 50 ans que les travaux de l'astronome hollandais Jan Oort (celui du  réservoir de comètes) sur la fameuse raie à 21 cm de l’hydrogène ont permis de se faire une idée de la répartition des nuages d'hydrogène dans la Galaxie et d'en déduire une forme de spirale, plus précisément une spirale barrée.

En tournant des radiotélescopes dans la direction du centre de la Voie Lactée, la présence d'un bras de 10.000 années-lumière de long avait alors été mise en évidence. Il semble s'éloigner du bulbe central à la vitesse de 50 km/s et contenir au moins 10 millions de fois la masse du Soleil essentiellement sous forme de nuages d'hydrogène, atomique et moléculaire.

Or, en comparaison avec les autres galaxies, et dont une première classification avait été donnée par Hubble, on devait s'attendre à la présence d'un autre bras en spirale, symétrique du premier de l'autre côté du bulbe. Des décennies de recherches intensives n'aboutirent à rien, si ce n'est à la découverte, encore débattue aujourd'hui, d'autres bras mais plus éloignés du centre de notre Galaxie.

Schéma montrant les deux bras principaux de la Voie Lactée ainsi que la barre d'étoiles centrale. Crédit : Tom Dame (Harvard-Smithsonian CfA)

La mise en évidence du second bras est maintenant chose faite grâce aux astronomes Tom Dame et Patrick Thaddeus. Ils ont pour cela utilisé le télescope de 1,2 m du Cerro Tololo Inter-American Observatory, bien adapté aux observations dans le domaine millimétrique des ondes radios.

En traitant les nouvelles images fournies par ce télescope, les deux chercheurs ont fini par extraire un signal clair et convaincant montrant un second bras en forme de spirale dont le rayon, la vitesse d'expansion, la masse et la luminosité correspondent précisément à ce que l'on attendait d'un bras symétrique de celui découvert il y a 50 ans. Depuis, des mesures complémentaires de la raie à 21 cm de l'hydrogène ont été effectuées par des collègues de Dame et Thaddeus en Australie, confirmant la présence du bras.

Les deux astronomes se préparent maintenant à poursuivre leurs recherches à l'aide du radiotélescope de Green Bank. Selon la théorie, les deux bras devraient être précisément connectés avec la barre d'étoile centrale contenant des milliards de Soleils, ce qui pourrait être démontré avec cet instrument.