Vue à partir de la Terre, dans l’un des bras spiraux de la Voie lactée, la structure de notre galaxie est très difficile à reconstituer.
C’est parce que mesurer la distance de quelque chose dans l’espace lorsque vous ne connaissez pas sa luminosité intrinsèque est très, très difficile. Et il y a beaucoup d’objets dans la Voie Lactée dont la luminosité nous est inconnue. Cela signifie que parfois, nous pouvons totalement ne pas voir d’énormes structures qui sont, en réalité, juste sous notre nez.
Un nouvel ensemble de ces structures massives a maintenant été révélé dans les régions externes du disque de la Voie lactée: des filaments filants massifs de provenance obscure. Les astronomes mèneront des enquêtes de suivi pour tenter de résoudre le mystère.
La découverte est venue grâce à l’observatoire spatial Gaia de l’Agence spatiale européenne, un projet visant à cartographier la Voie lactée en trois dimensions avec la plus grande précision à ce jour.
L’observateur spatial Gaia tourne autour du Soleil avec la Terre, sur une orbite circulaire autour du point Lagrangien Soleil-Terre L2, une poche d’espace gravitationnellement stable créée par les interactions entre les deux corps.
À partir de là, il étudie attentivement les étoiles de la Voie lactée sur une longue période de temps, observant comment les positions des étoiles semblent changer par rapport aux étoiles plus éloignées. Cela fournit une parallaxe, qui peut être utilisée pour calculer les distances aux étoiles.
Bien que cela puisse être fait ici sur Terre, les effets atmosphériques peuvent interférer avec les mesures. De sa position dans l’espace, Gaia a un avantage extrêmement apprécié. Depuis son déploiement en 2013, les données du télescope spatial ont révélé un certain nombre de structures et d’associations stellaires dont nous n’avions aucune idée.
Les nouvelles structures ont été identifiées par une équipe dirigée par l’astronome Chervin Laporte, de l’Université de Barcelone, Espagne, dans les données du dernier lancement, effectué en décembre de l’année dernière (2020), avec des précisions de parallaxe améliorées. Les mêmes données ont également montré des structures précédemment connues avec une clarté beaucoup plus grande que ce que nous avions vu auparavant.
« Nous rapportons la découverte de plusieurs nouveaux filaments non détectés auparavant intégrés dans le disque externe dans des régions fortement éteintes », ont écrit les chercheurs dans leur article.
« Certaines de ces structures sont interprétées comme du matériau de disque externe excité, entraîné par des impacts de satellites et actuellement en phase de mélange (« plumes »). En raison de la longue échelle de temps dans les régions externes du disque, ces structures peuvent rester cohérentes dans l’espace de configuration sur plusieurs milliards d’années. «
Ces filaments en rotation à la périphérie de la galaxie ne sont pas inattendus. Selon les simulations, les interactions entre la Voie lactée et ses galaxies satellites pourraient produire de telles structures. La Voie lactée a un essaim de satellites actuellement en orbite (peut-être).
Mais il y a un problème: le nombre de filaments trouvés par Laporte et ses collègues dépasse de loin ceux observés dans de telles simulations, ce qui signifie que nous avons besoin d’une autre explication.
Une possibilité est que les filaments soient des restes de bras spiraux de marée qui ont été excités plusieurs fois par des interactions avec des satellites ; fossiles galactiques, en d’autres termes.
Une autre possibilité est qu’il s’agit des crêtes des distorsions du disque de la Voie lactée qui se sont produites en raison de collisions avec d’autres galaxies. La Voie lactée a une histoire de collisions avec d’autres galaxies, ce qui peut provoquer des perturbations dans le disque galactique, ce n’est donc pas une hypothèse irrationnelle.
De telles collisions, pensent les chercheurs, peuvent envoyer des perturbations ondulant à travers le disque galactique comme des vagues dans un lac.
La prochaine étape consistera à effectuer des observations de suivi pour tenter de déterminer lequel de ces scénarios est le plus probable.
« Normalement, cette région de la Voie lactée est restée sous-explorée en raison de la poussière intermédiaire qui obscurcit gravement la majeure partie du plan médian galactique », a déclaré Laporte.
« Bien que la poussière affecte la luminosité d’une étoile, son mouvement reste inchangé. Nous étions certainement ravis de voir que les données de mouvement de Gaia nous ont aidés à découvrir ces structures de filaments ! Maintenant, le défi reste de savoir ce que sont exactement ces choses, comment elles sont apparues, pourquoi en si grand nombre et ce qu’elles peuvent nous dire sur la Voie lactée, sa formation et son évolution. «
La recherche a été publiée dans la Royal Astronomical Society Monthly Notices: Letters.
Tout comme les archéologues creusent dans l’espoir de trouver des traces du passé, le but de ces recherches est de découvrir des amas primordiaux de gaz et d’étoiles nommés « fragments fossiles ».
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