Une intrigante structure filamenteuse découverte aux confins de la Voie lactée

La Voie lactée serait-elle différente des représentations qu'on lui connait ? Une équipe de chercheurs de l'université de Nanjing, en Chine, a découvert grâce au puissant radiotélescope sphérique de 500 mètres d'ouverture (Fast pour Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope), une structure filamenteuse s'étendant dans une région éloignée du centre de la galaxie, à 71.754 années-lumière. Une étude, publiée en preprint le 5 août, a été menée sur cette découverte, menant à deux hypothèses pouvant expliquer l'existence de ce mystérieux nuagenuage : un immense filament de gaz dans un voisinage extrêmement proche de la Voie lactée ou un bras spirale galactique resté indétecté jusqu'à ce jour.

Structure de la Voie lactée et de ses bras spiraux. © Nasa

Une énigme massive

L'origine de ce filament, nommé Cattail (ou « Quenouille » en français), reste donc à déterminer. Mais les astronomesastronomes ont élaboré deux hypothèses pouvant expliquer l'existence de ce nuage de gaz, révélé par hasard alors que les scientifiques observaient la source radio Cygnus X, dans la constellationconstellation du Cygne. En premier lieu, Cattail pourrait être un vaste filament moléculaire composé de gaz tels que du dihydrogène, long d'environ 5 kiloparsecs. Il constituerait alors l'un des nuages moléculaires les plus imposants visibles à proximité de la Voie lactée. À une échelle comparative, 5 kpc sont équivalents à 16.307,8 années-lumière. Une année-lumière est égale à 9.460 milliards de kilomètres, et notre système solairesystème solaire ne fait, quant à lui, que 20 milliards de kilomètres.  

Image du nuage moléculaire du Taureau. © ESO

Les astronomes chinois se sont penchés sur la vélocitévélocité du filament, et leur étude met en exergue la rapidité avec laquelle il se déplace, à une vitesse oscillant entre 160 et 140 kilomètres par seconde. La structure se situe derrière un bras s'étendant longuement depuis le centre de la Voie lactée, appelé Écu-Croix. Sa proximité et sa vélocité ont longuement fait hésiter les chercheurs : une galaxie nainegalaxie naine restée invisible ? En menant des observations supplémentaires, la seconde théorie la plus probable serait celle d'un nouveau bras de notre galaxie, que les radiotélescopes et autres instruments n'auraient pu détecter, faute de puissance. Si cette hypothèse se confirme, cela signifierait que cette nouvelle « branche » de la Voie lactée se situerait dans la région extérieure de la galaxie nommée en anglais Extreme outer galaxy. Cette possibilité s'avère intéressante pour les scientifiques, les secteurs les plus éloignés des centres galactiquescentres galactiques étant de véritables pouponnières à jeunes étoilesétoiles.

Fast à l'appui

L'utilisation du radiotélescope Fast a été capitale dans cette découverte. L'instrument, installé dans la province du Guizhou en Chine, a été déclaré opérationnel en 2020, malgré les premières observations remontant à 2016. Formant un dôme de 500 mètres de diamètre, à l'instar de feu Arecibo, Fast est composé de 4.500 panneaux de métalmétal captant des signaux sur différentes longueurs d'ondelongueurs d'onde, variant de 70 mégahertz à 3 gigahertz. Grâce à sa précision, le radiotélescope est notamment devenu un incontournable de la chasse aux pulsarspulsars : en mai 2021, il en avait découvert 201.

Photo du radiotélescope Fast dans la province du Guizhou. © Naoc

La précision de Fast pourrait expliquer une détection aussi tardive d'un bras de la Voie lactée, là où d'autres radiotélescopes plus anciens n'auraient pu détecter un élément diffusdiffus ou dissimulé par un autre. Cependant, nul doute que les astrophysiciensastrophysiciens de l'université de Nanjing devraient tourner leurs regards et la parabole de Fast vers Cattail afin de percer l'énigme de cette étrange structure de gaz.