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Fermi découvre deux lobes gigantesques émis par la Voie lactée

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Le satellite Fermi vient de faire une découverte stupéfiante. Deux lobes émettant des rayons gamma s'élèvent de part et d'autre du bulbe galactique. S'étalant sur une longueur totale de 50.000 années-lumière, cette structure pourrait être en relation avec une activité passée du trou noir central.

Cette illustration montre en mauve la localisation des régions émettrices de rayons gamma sous forme de lobes, découverte par Fermi et la position du Soleil si l'on observait la Voie lactée du dehors. En bleu, on a représenté les observations en rayons X de Rosat. ©Nasa's Goddard Space Flight Center

Carl Sagan serait parmi nous aujourd'hui, la découverte annoncée le 9 novembre 2010 aurait constituée pour lui un beau cadeau d'anniversaire, quand bien même elle ne concerne pas l'exobiologie. Une équipe d'astrophysiciens utilisant les instruments du télescope Fermi pour cartographier en gamma la voûte céleste a en effet découvert une vaste structure s'étendant sur près de 50.000 années-lumière entre la constellation de la Vierge et celle de la Grue.

Elle se présente sous la forme de deux lobes situés de part et d'autre du disque de la Voie lactée et semblant s'élever comme des panaches de gaz du bulbe galactique central. Elle provient d'une émission diffuse en rayon gamma causée par l'effet Compton inverse. Il s'agit donc d'électrons très énergétiques entrant en collision avec des photons de faibles énergies et leur cédant une partie de celle-ci. Le résultat net est la production de photons gamma diffus plus énergétiques. L'origine de ces électrons n'est cependant pas claire.

Cette image de la voûte céleste a été construite à partir de deux années d'observations de Fermi. C’est la plus précise et la plus profonde en gamma à ce jour. Elle montre comment le ciel apparaît à des énergies supérieures à un milliard d'électron-volts (1 GeV). À titre de comparaison, l'énergie de la lumière visible est comprise entre 2 et 3 d'électrons-volts. Une lueur diffuse emplit le ciel et la partie la plus brillante se trouve le long du plan de notre galaxie. Les sources de rayons gamma ponctuelles sont des pulsars et des restes de supernovae dans notre galaxie, ainsi que des galaxies lointaines rayonnant à cause de leurs trous noirs supermassifs. © Nasa

La structure découverte par les chercheurs n'est pas directement visible sur une image brute de la voûte céleste fournie par Fermi, telle celle résultant de 2 années d'observations. Il a fallu traiter les images pour la rendre pleinement visible.

Convenablement retravaillée pour faire ressortir des signaux précis, l'image précédente révèle deux lobes au-dessus du bulbe galactique de la Voie lactée. © Nasa/DOE/Fermi LAT/D. Finkbeiner et al.

Les hypothèses sur la présence de ces deux lobes

Pour le moment, les astrophysiciens ne savent pas trop comment interpréter son existence. Il pourrait s'agir des résidus d'une activité passée du trou noir central de la galaxie. On observe des structures en lobes similaires pour plusieurs noyaux actifs de galaxies. Il est d'ailleurs fort probable que le trou noir supermassif au cœur de la Voie lactée ait lui-même été un quasar il y a des milliards d'années.

Il pourrait s'agir aussi d'un panache de matière causé par une formation brusque d'amas stellaires ouverts dans le bulbe galactique, il y a seulement quelques millions d'années. Là aussi, de brusques et importantes libérations de flots de gaz à l'occasion d'un tel processus sont observées dans d'autres galaxies.


Une vidéo avec son texte en anglais expliquant la découverte faite avec Fermi. © Nasa's Goddard Space Flight Center

La structure elle-même se laissait en partie deviner depuis plusieurs années dans les observations effectuées dans le domaine des rayons X, cette fois-ci par le satellite Rosat. Les données fournies par WMap montraient aussi un curieux excès dans le domaine des microondes, dans la région aujourd'hui révélée en gamma par l'instrument LAT de Fermi.

Mystérieuse, cette structure pourrait donner des informations importantes sur notre galaxie.

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