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Carte la plus détaillée de la Voie Lactée : une répartition asymétrique

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D'après l'image la plus détaillée de la forme générale de notre galaxie, obtenue par les astronomes, les bras spiraux de celle-ci s'étendent beaucoup plus loin qu'attendu. L'image montre que la structure spirale de la Voie Lactée n'est pas symétrique autour de son centre mais contient plus de bras dans certaines régions que dans d'autres. Contrairement aux prédictions théoriques, les bras continuent bien au-delà de la distance correspondant à celle des étoiles.

Carte représentant la concentration en hydrogène dans la Voie Lactée (les fortes concentrations sont en rouge/orange).

Bien que l'on sache que la Voie Lactée est une galaxie spirale, sa forme précise n'est pas facile à déterminer. Les méthodes optiques sont inefficaces à des distances se situant au-delà de quelques dizaines de milliers d'années-lumière, en raison de l'absorption de la lumière par la poussière. Aux longueurs d'ondes radio cependant, le rayonnement électromagnétique n'est pas affecté par l'absorption. Les astronomes peuvent donc « voir », par ce biais, à travers le disque et retracer la structure de la Voie Lactée. Un tel rayonnement est émis dans les transitions atomiques hyperfines des atomes d'hydrogène, dont la distribution est générale dans la galaxie.

Les recherches menées sur la base de l'hydrogène de la galaxie montrent que les bras spiraux s'étendent à 25 kpc, soit 80.000 années-lumière à partir du centre de la galaxie. Léo Blitz, de l'Université de Californie (Berkeley), indique qu'il a été possible de tracer la structure spirale du disque entier de gaz au delà de l'orbite du Soleil autour du centre de la galaxie, jusqu'à la limite du disque. "Cela procure l'image la plus claire et la plus complète de la structure spirale du disque jusqu'à maintenant," ajoute-t-il.

Les chercheurs ont par ailleurs découvert que la présence de gaz dans les bras spiraux est plus ténue qu'en dehors des bras. Ceci était attendu mais n'avait pas encore été observé. Cela devrait permettre de mieux expliquer la manière dont les bras spiraux évoluent au cours du temps.

La carte de la structure de la galaxie soulève des questions nouvelles. Comment la gravité affecte-t-elle la structure spirale des galaxies ? Cette structure ressemble à la plupart des autres grandes formes de spirale, en ce sens qu'elle est approximativement logarithmique, ou formée comme un cyclone. Les scientifiques pensent habituellement que la structure spirale procède de la gravité du disque. Or on aperçoit la structure spirale même là où la gravité semble être trop faible pour la produire. "Pourquoi et comment ?" s'interroge Blitz.

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