Une étude utilisant les données de l’observatoire Chandra de la NASA et de XMM-Newton de l’ESA révèle que les bras spiraux externes de la Voie lactée s’étendent au-delà des estimations précédentes. Cette découverte, basée sur des mesures géométriques précises des distances de nuages de poussière, pourrait modifier notre compréhension de la structure et de la masse de notre galaxie. Les résultats sont publiés dans Astronomy & Astrophysics.
L’observatoire à rayons X Chandra de la NASA, en collaboration avec les données de la mission XMM-Newton de l’ESA, a permis une avancée significative dans la compréhension de la structure de notre galaxie. Les nouvelles observations suggèrent que les bras spiraux externes de la Voie lactée s’étendent plus loin que ce qui était précédemment envisagé. Cette révision pourrait conduire les astronomes à ajuster les modèles de la Voie lactée.
Une nouvelle cartographie des bras galactiques
Les chercheurs ont réalisé cette découverte en mesurant avec une grande précision les distances de nuages de poussière situés dans les bras spiraux de la Voie lactée. Cette méthode s’appuie sur des données combinées de Chandra et XMM-Newton. Les observations ont révélé des échos lumineux autour de certains des phénomènes les plus énergétiques de l’univers : les sursauts gamma (Gamma-Ray Bursts ou GRB).
La méthode des échos lumineux des sursauts gamma
Les sursauts gamma sont des explosions de lumière extrêmement brillantes, générées par l’effondrement d’étoiles massives ou la fusion d’étoiles à neutrons. Ces événements se produisent à des distances colossales, bien au-delà des limites de notre galaxie. La technique de mesure des distances mise en œuvre a capitalisé sur le phénomène des échos lumineux, où la lumière des sursauts gamma rebondit sur les nuages de poussière présents dans les bras spiraux. Les diamètres des anneaux observés en rayons X fournissent directement la distance par rapport à la Terre, les anneaux plus larges étant générés par des nuages de poussière plus proches de nous.
« C’est une méthode très directe, ne reposant que sur la géométrie, pour mesurer précisément les distances aux bras spiraux de la Voie lactée », a expliqué Beatrice Vaia, qui a dirigé l’étude. Elle précise que « la plupart des autres méthodes s’appuient sur des hypothèses concernant la rotation de la Voie lactée, qui deviennent de plus en plus incertaines dans les régions externes de notre galaxie ».
Des distances révisées pour des bras spécifiques
L’équipe a utilisé les données de trois sursauts gamma distincts pour déterminer les distances de trois bras spiraux de la Voie lactée. Ces bras, classés par ordre de distance croissante du centre galactique, sont le bras de Persée, le bras Externe et le bras Externe du Bouclier-Centaure. Dans la direction de l’un des sursauts, les chercheurs ont constaté que les bras Externe et Externe du Bouclier-Centaure sont environ 10 % plus distants que les estimations précédentes.
« Les différences sont faibles, mais toute révision de ces distances est importante car elles sont fondamentales pour comprendre notre galaxie », a souligné la co-auteure Ilaria Fornasiero. Elle ajoute : « Par exemple, cela pourrait signifier que les astronomes doivent réviser les estimations de la masse de la galaxie, car cela affecte l’étendue des bras. »
Implications pour la structure et la masse galactique
Malgré un siècle de connaissance de l’existence des bras spiraux de la Voie lactée, les astronomes continuent de travailler à leur caractérisation précise. La position de la Terre à l’intérieur de l’un de ces bras, ainsi que la présence de poussière et de gaz obstruant la vue sur les autres, complexifient cette tâche. Cette nouvelle méthode, basée sur la géométrie des échos lumineux, offre une approche robuste qui contourne certaines des incertitudes inhérentes aux modèles basés sur la rotation galactique.
Vers une cartographie affinée de notre galaxie
Cette étude représente une étape importante dans la cartographie de notre galaxie. En fournissant des mesures de distance plus précises, elle contribue à une meilleure compréhension de la morphologie et de la dynamique de la Voie lactée. La révision potentielle de la masse galactique, qui découle de ces nouvelles données, aura des répercussions sur les modèles d’évolution des galaxies et notre compréhension de la place de la Voie lactée dans l’univers local. Les futures missions d’observation des rayons X et gamma pourraient encore affiner cette cartographie fondamentale.
Source : Lire l’article original
À lire aussi sur La Gazette Spatiale