Illustration de la Voie lactée avec un bulbe central à deux bosses. © ESO, Nasa, JPL-Caltech, M. Kornmesser, R. Hurt

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La Voie lactée s'étend sur 520.000 années-lumière !

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Où s'arrête la Voie lactée et où commence l'espace intergalactique ? Des astronomes qui ont sondé les confins de notre Galaxie ont découvert jusqu'où elle s'étend.

On a coutume de dire que le diamètre de notre Galaxie, la Voie lactée, est d'environ 100.000 années-lumière et que nous, la Terre, le Soleil, bref tout le Système solaire, sommes situés à l'intérieur à quelque 26.673 années-lumière du centre, là où se cache le trou noir supermassif. Mais cette assertion n'est pas tout à fait juste. En réalité, dans ce cas, on parle surtout du disque galactique, là où se concentrent l'essentiel du gaz, de la poussière et de la population d'étoiles avec leurs escortes de planètes.

C'est un peu comme la partie centrale d'une grande agglomération urbaine : comme toutes les mégapoles sur Terre -- Paris, New-York, Tokyo, Delhi, etc. --, ces villes ne sont pas isolées mais couronnées de quantités de communes sur des dizaines de kilomètres à la ronde, et cela jusqu'à ce que la densité urbaine cède enfin la place à la campagne, infiniment moins dense et moins peuplée. Pour notre cité galactique, cela s'arrête vers 520.000 années-lumière de Sagittarius A* (le trou noir central), ont récemment annoncé des chercheurs japonais qui ont mené l'enquête sur les confins de la Voie lactée à l'observatoire Subaru, à Hawaï. Une tâche qui était loin de leur être facile car cela revient à vouloir connaître les limites de l'agglomération parisienne sans bouger de place dans la capitale. Ou de déterminer la lisière d'une forêt en restant en son centre, ou presque...

Le disque galactique au centre, vu par la tranche, s’étend sur environ 100.000 années-lumière. Notre Système solaire marqué par le Soleil, est à 26.000 années-lumière du centre. Des astronomes ont découvert que le vaste halo qui enveloppe la Voie lactée s’arrête à quelque 520.000 années-lumière du trou noir central. Il y a environ un milliard d’étoiles — dont beaucoup ont plus de 12 milliards d’années — et autour de 150 amas globulaires qui remplissent cet espace. © Tohoku University

Un milliard d’étoiles dans le halo de la Voie lactée

Alors, comment ont-il fait pour sonder le halo galactique sans bouger de la Terre ? En traquant un certain type d'étoiles qui se rencontrent dans les marges de la Voie lactée et au sein des amas globulaires (il y en a environ 160 qui gravitent autour de notre Galaxie). Ce sont des étoiles de population II, désignées BHB (blue horizontal branch) pour « étoiles bleues de la branche horizontale »  -- elles occupent la branche horizontale du diagramme de Hertzsprung-Russell.

Bien que très lointains, ces astres constituent de bons marqueurs de distance pour les astronomes. C'est donc en déterminant leur distribution au plus loin qu'ils aient pu en distinguer avec la caméra HSC (Hyper Suprime-Cam) du télescope de 8,2 mètres, que le jeune astrophysicien Tetsuya Fukushima, sous l'égide de Masashi Chiba, de l'université de Tohoku, est arrivé à la conclusion -- dans l'article à paraître dans Publications of the Astronomical Society of Japan, disponible sur arxiv -- que la Voie lactée s'étend sur un rayon de plus d'un demi-million d'années-lumière. C'est à cette distance que leur nombre décroit brusquement. Et au-delà, nous entrons dans l'espace intergalactique. Combien d'étoiles peuplent cette immense bulle qui enrobe le disque galactique ? Un milliard. Enfin, plus exactement un milliard de masses solaires.

Mieux connaître et cartographier le halo de notre galaxie -- membre majeur avec Andromède (le halo de M31 a un rayon de 538.000 années-lumière) du « groupe local » d'une cinquantaine de galaxies -- est précieux pour les chercheurs car il conserve des événements du passé comme les collisions avec de petites galaxies il y a 12 milliards d'années.

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