Plusieurs années et des centaines d’heures d’observations avec plusieurs instruments différents ont été nécessaires aux astronomes pour le confirmer. Une structure massive se cache dans le milieu interstellaire qui remplit la Voie lactée. Un disque épais de gaz moléculaire « noir » situé en bordure de notre Galaxie.

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C'est une histoire comme on les aime. De celles que l'on peut raconter au coin du feu. Non, pas de celles qui font peur aux enfants. Mais de celles qui les émerveillent et peut-être, un jour, les amènent à la science. Cette histoire, c'est celle de ces chercheurs qui, grâce au Green Bank Telescope (GBT) et avec un petit coup de pouce du destin, viennent de découvrir, cachée aux yeuxyeux de tous, en bordure de la Voie lactée, une structure massive.

Le saviez-vous ?

Le Green Bank Telescope (GBT) est le plus grand radiotélescope orientable au monde. Il a reçu sa première lumière en août 2000, dans une zone dite de silence radio. Une région de quelque 33.000 km2 aux États-Unis dans laquelle les transmissions radio sont interdites.

Rappelons que le milieu interstellaire est « rempli » de dihydrogène (H2). Ce gaz reste généralement invisible aux astronomesastronomes. Pour le cartographier, ils comptent sur des « traceurs », des signaux provenant d'autres moléculesmolécules qui s'y mélangent, mais en moindre quantité. Parmi les traceurs classiques, le monoxyde de carbone (CO).

Mais en 2012, un astronome de l'université Johns Hopkins, aux États-Unis, a découvert, de manière inattendue, alors qu'il était engagé dans des travaux sans lien, une émissionémission provenant de molécules OH non accompagnée d'émissions de CO. Or OH est également une molécule qui apparaît dans les nuagesnuages ​​de H2 du milieu interstellaire. De quoi supposer qu'il puisse y avoir une partie abondante de dihydrogène non tracée par le CO. Une sorte de gaz moléculaire « CO-dark ».

1-4 : émissions typiques de la molécule OH dans les bras spiraux de la Voie lactée. 5 : nouvelle structure découverte dans et entre les bras spiraux. © NSF, GBO, P. Vosteen
1-4 : émissions typiques de la molécule OH dans les bras spiraux de la Voie lactée. 5 : nouvelle structure découverte dans et entre les bras spiraux. © NSF, GBO, P. Vosteen

Toutes les observations le confirment

C'est là que le BGT entre en scène. En 2015, il a permis à une équipe d'astronomes de montrer que OH trace effectivement remarquablement bien cette composante « CO-dark » du H2. Après de longs temps d'exposition, les chercheurs ont ainsi montré que ce gaz moléculaire se posait comme un composant majeur de la structure de la Voie lactée.

Mais l'histoire ne s'arrête pas là. Puisque les astronomes ont ensuite remarqué comme une bosse qui ressortait de leurs observations. Ils ont d'abord cru qu'elle correspondait à l'extrémité d'un bras de la Voie lactée. Puis, des observations ont confirmé l'existence d'une structure vaporeuse, mais étendue sur toute la ligne de visée du BGT. Les astronomes ont alors pensé à un effet dû au télescopetélescope lui-même. Comme un bruit de fond. Pourtant, après une centaine d'heures d'observations, le télescope de 20 mètres de l'observatoire de Green Bank -- un instrument plus ancien que le BGT -- a lui aussi déniché la structure en question.

Finalement, en 2019, une nouvelle série d'observations est venue confirmer la découverte. Le long du disque de la Voie lactée se trouve une structure jusqu'alors inconnue, pourtant large et omniprésente, qui épouse la forme d'autres composantes de notre Galaxie. Une découverte qui pourrait avoir des conséquences sur les théories de la formation des étoiles, mais aussi, bien sûr, sur celles qui s'intéressent à la structure, à la composition et à la massemasse du milieu interstellaire.