La Voie lactée est notre galaxie natale, mais la connaissons-nous réellement ? Dans le cadre d'un projet financé par la NASA, une équipe dirigée par des chercheurs de l'Université Villanova a obtenu une vue sans précédent du moteur central au cœur de notre galaxie.
La nouvelle carte de cette région centrale de la Voie lactée, dont l'élaboration a pris quatre ans, révèle la relation entre les champs magnétiques au cœur de notre galaxie et les structures de poussière froide qui y résident. Cette poussière constitue les éléments constitutifs des étoiles, des planètes et, en fin de compte, de la vie telle que nous la connaissons. Le moteur central de la Voie Lactée pilote ce processus.
Cela signifie qu’une image plus claire de la poussière et des interactions magnétiques permet de mieux comprendre la Voie Lactée et la place que nous y occupons. Les découvertes de l’équipe ont également des implications au-delà de notre propre galaxie, offrant un aperçu de la manière dont la poussière et les champs magnétiques interagissent dans les moteurs centraux d’autres galaxies.
à propos de: Comment savons-nous à quoi ressemble la Voie Lactée ?
Comprendre comment les étoiles et les galaxies se forment et évoluent est une partie essentielle de l’histoire de l’origine de la vie, mais jusqu’à présent, l’interaction de la poussière et des champs magnétiques dans ce processus a été quelque peu négligée, en particulier au sein de notre propre galaxie.
« Le centre de la Voie lactée et la majeure partie de l'espace interstellaire sont remplis de beaucoup de poussière, ce qui est important pour le cycle de vie de notre galaxie », a déclaré David Chus, chef de l'équipe de recherche et professeur de physique à l'Université Villanova. a déclaré à Space.com. com. « Ce que nous avons observé, c'était la lumière émise par ces grains de poussière froide produits par des éléments lourds formés dans les étoiles et qui se propagent lorsque ces étoiles meurent et explosent. »
Une image complexe des champs magnétiques de la Voie lactée
Au cœur de la Voie lactée se trouve une région appelée région moléculaire centrale, qui est remplie d'environ 60 millions de masses solaires de poussière. La température de cet immense réservoir de poussière est d’environ 432,7 degrés Fahrenheit (moins 258,2 degrés Celsius). C'est juste quelques degrés au-dessus du zéro absolu (moins 460 F), la température hypothétique à laquelle tout mouvement atomique s'arrête.
Au cœur de la Voie lactée se trouve également un gaz plus chaud qui a été dépouillé de ses électrons, ou « ionisé », et existe sous la forme d’un état de matière appelé « plasma ».
« Les observations d'ondes radio de cette région contiennent ces magnifiques éléments verticaux qui suivent les champs magnétiques dans le composant plasma chaud et ionisé au centre de la Voie Lactée », a déclaré Chos. « Nous avons essayé de découvrir la relation entre cela et la composante de poussière froide.
L’équipe souhaitait également savoir comment cette poussière froide s’aligne avec les champs magnétiques au cœur de la Voie lactée, ce qui révélerait également l’orientation de ces champs magnétiques. Cette tendance est appelée « polarisation ».
Chus et ses collègues ont reçu un financement de la NASA pour examiner cette région centrale poussiéreuse à l'aide de l'Observatoire stratosphérique d'astronomie infrarouge (SOFIA), un télescope en orbite autour du globe à 45 000 pieds (13 716 mètres) à bord d'un Boeing 747.
Le projet FIREPLACE (Far-Infrared CMZ Large Area Exploration) du projet a créé une carte infrarouge s'étendant sur environ 500 années-lumière à travers le centre de la Voie lactée sur neuf vols.
À l’aide de mesures de polarisation du rayonnement émis par les poussières correspondant aux champs magnétiques, l’équipe a déduit la structure complexe de ces champs magnétiques eux-mêmes. Celle-ci a ensuite été superposée sur une carte en trois couleurs montrant la poussière chaude en rose et les nuages de poussière froide en bleu. L'image montre également des filaments émettant des ondes radio en jaune.
« C'est un voyage, pas une destination, mais ce que nous avons découvert, c'est que c'est une chose très complexe. Les directions du champ magnétique varient à travers les nuages au centre de la Voie Lactée », a expliqué Chos. « C'est la première étape pour tenter de comprendre comment le champ que nous voyons dans les ondes radio à travers ces grands filaments organisés est lié au reste de la dynamique du centre de la Voie Lactée. »
Chus a expliqué que cette image complexe des champs magnétiques était quelque chose que lui et l'équipe FIREPLACE s'attendaient à voir avec la nouvelle carte SOFIA ; Les observations concordaient avec les observations infrarouges et radio à plus petite échelle précédemment réalisées au cœur de la Voie Lactée. Cependant, là où cette nouvelle carte prend tout son sens, c'est dans sa taille. Il a permis de révéler certaines zones qui n’avaient pas été cartographiées auparavant. Les détails fins qui y sont tissés sont également étonnants.
« Je pense que nous avons beaucoup de travail à faire pour enfin arriver à des conclusions. L'une des choses qui me semble intéressante est que certains champs semblent être dans la même direction que les filaments des ondes radio. » » Cela correspond à la direction de la poussière dans le disque. » C'est une indication curieuse que le champ à grande échelle dans le disque de notre Galaxie et le champ vertical que nous avons observé au centre de la Voie Lactée pourraient être en rapport. »
Lui et son équipe continueront à analyser les données de SOFIA au cours des deux prochaines années et il espère que ces travaux inspireront les théoriciens à proposer de nouveaux modèles pour expliquer ce qui se passe au cœur de notre galaxie.
Une version pré-imprimée des données SOFIA est publiée sur le référentiel papier arXiv.
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