Difficile de préciser la structure de la Voie lactée dans laquelle nous vivons et sur laquelle nous n’avons donc pas de recul. Aussi difficile qu’il serait de décrire un avion en regardant par la fenêtre du hublot. Peut-être qu'elle resemble à NGC 7878, classée dans le catalogue des galaxies particulières au rayon de celles qui ont un « un bras lourd ». Située à 164 millions de kilomètres de la Terre, dans Pégase, elle est de dimension similaire à notre galaxie. © ESA, Hubble, NASA, A. Riess et al.
Sciences

Le Système solaire évolue dans l’un des plus grands bras spiraux de la Voie lactée

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[EN VIDÉO] Mission Gaia : la Voie lactée bientôt cartographiée  La mission Gaia de l'ESA a mesuré les positions et les vitesses d'un milliard d'étoiles dans la Voie lactée. Cela va permettre de reconstituer l'histoire de notre Galaxie, de mieux connaître sa structure mais aussi de partir à la chasse à la matière noire et aux exoplanètes. 

La Voie lactée est une galaxie spirale semblable à beaucoup d'autres. Mais les détails de sa structure nous restent difficilement accessibles. Se basant sur les dernières données renvoyées par la mission Gaia, des astronomes estiment aujourd'hui que le bras spiral dans lequel nous vivons est plus long qu'ils le pensaient jusqu'alors.

Déterminer le détail de la structure de la Voie lactée, ce n'est pas simple. Parce que nous y vivons. Nous ne pouvons pas prendre le recul nécessaire à une cartographie. Pour contourner cette difficulté et se faire une idée de la forme des bras de notre Galaxie, les astronomes ont cherché à tracer les pépinières d'étoiles qui marquent les bras d'autres galaxies spirales semblables à la nôtre. Mais les conclusions des études diffèrent en fonction notamment de la méthode employée.

Ces derniers mois pourtant, deux équipes indépendantes -- l'une à l'Observatoire de la montagne pourpre (Chine), l'autre à l'université Côte d’Azur (France) -- ont analysé les données de la mission Gaia qui cartographie avec précision les positions et les mouvements d'un milliard d’étoiles. Et toutes les deux arrivent à la même conclusion : le bras local de la Voie lactée -- que les chercheurs appellent aussi le bras d'Orion-Cygne --, précisément celui dans lequel la Terre évolue, est plus long que le pensaient jusqu'alors les astronomes.

À proximité de notre Soleil, la Voie lactée se divise en quatre bras : le bras Ecu-Croix du Sud (en vert), le bras du Sagittaire (en violet), le bras local ou bras d’Orion (en bleu) et le bras de Persée (noir). Les masers radio (triangles) retracent fidèlement ces bras, mais ils ne couvrent qu’un tiers de la Voie lactée. Une équipe de chercheurs de l’Observatoire de la montagne pourpre (Chine) s’est tournée vers les étoiles O et B les plus massives (rouges) pour ajouter plus de données, traçant un bras local plus long que le pensaient les astronomes. © Xu et al., Astronomy & Astrophysics 2021

Une forme qui reste à préciser

Mesurant entre 23.000 et 26.000 années-lumière -- alors qu'il était plutôt estimé à environ 10.000 années-lumière --, notre bras local passerait donc du statut de bras spiral mineur à celui de caractéristique majeure de la Voie lactée. Reste à déterminer plus précisément sa forme.

Car sur cet aspect, les points de vue des deux équipes divergent. L'une le voit se replier en spirale vers l'intérieur, l'autre l'envisage presque comme une ligne droite. La difficulté, c'est que notre bras local semble formé de segments dont les angles d'inclinaison sont différents. Des segments peut-être issus d'amas d’étoiles qui se seraient allongés. Et les astronomes attendent les prochaines données de la mission Gaia pour apporter plus de précision encore à leurs descriptions de notre Galaxie.

Pour en savoir plus

Un des deux bras de la Voie lactée serait bien plus long...

La forme exacte de notre Galaxie n'est pas encore très bien comprise. Deux astronomes du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CFA) viennent de se servir d'un petit radiotélescope pour la préciser. Ils auraient découvert un prolongement au bras Écu-Croix, encore appelé bras du Centaure.

Article de Laurent Sacco paru le 15/06/2012

Le nouveau bras (new arm) découvert par les deux astronomes de Harvard est bien visible en haut sur ce schéma. Il serait le prolongement du bras Écu-Croix, encore appelé bras du Centaure ou Scutum-Centaurus Arm en anglais, qui est le correspondant symétrique du bras spiral de Persée, de l’autre côté de la Galaxie. © Tom Dame
  • De la Voie lactée aux galaxies : un dossier à découvrir 

La structure de notre Voie lactée est l'objet de bien des spéculations depuis le temps de celles de Thomas Wright et Emmanuel Kant. On ne peut malheureusement la déduire que d'observations indirectes puisque nous en faisons partie. À moins d'imaginer que la découverte d'une nouvelle physique, par exemple au LHC avec la production de trous de ver, ne nous donne la clé du voyage intergalactique, nous sommes condamnés à ne jamais pouvoir contempler la Voie lactée de l'extérieur. De plus, la présence de poussières dans le milieu interstellaire fait obstacle à l'observation des régions lointaines de la Galaxie à travers le disque d'étoiles dans lequel le Soleil se trouve.

Heureusement, la découverte de la fameuse raie à 21 cm de l'hydrogène atomique neutre a permis à Oort et ses collègues de lever le voile en partie sur la structure de la Voie lactée. Il existe également une molécule qui constitue un excellent traceur de l'hydrogène moléculaire. Il s'agit de la molécule de monoxyde de carbone (CO) qui possède des raies d'émissions caractéristiques visibles à travers les nuages de poussières. Ces raies seraient émises en réponse à des collisions avec les molécules d'H2.

La Voie lactée, une galaxie spirale

Thomas Dame et Patrick Thaddeus s'intéressent depuis longtemps à la structure de notre Galaxie et ils viennent de publier un nouvel article sur Arxiv (en lien ci-dessous) dans lequel ils annoncent avoir détecté une portion d'un bras spiral de la Voie lactée, inconnue jusqu'ici. Une découverte réalisée en utilisant un petit radiotélescope de 1,2 mètre de diamètre pour observer les raies du CO.

Selon eux, il s'agit du prolongement du bras Écu-Croix, encore appelé bras du Centaure ou Scutum-Centaurus Arm en anglais. Symétrique du bras spiral de Persée de l'autre côté de la Galaxie, il serait passé inaperçu lors des campagnes de cartographie à l'aide de la raie à 21 cm, ne se trouvant pas dans le plan du disque galactique.

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