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Gaia cartographiant les étoiles de la Voie lactée, vue d'artiste. Crédits Medialab-Cnes
La structure exacte de notre galaxie est encore de nos jours sujette à débats. Des évaluations contradictoires de sa masse et du nombre de bras peuvent être publiées à quelques mois d'intervalle... Selon deux publications récentes, la Voie lactée serait presque aussi massive qu'Andromède et posséderait bien quatre bras spiraux.
Professeur de physique et d'astronomie à l'université de l'Iowa, Martin Pohl a eu l'idée, avec ses collègues Peter Englmaier (université de Zurich) et Nicolai Bissantz (université de la Ruhr, Bochum), d'utiliser les archives du satellite Cobe.
Au début des années 1990, cet instrument avait fourni les premières images complètes du fond de rayonnement diffusdiffus ainsi que des fluctuations de température reliées aux fluctuations de densité au moment de la recombinaison, 380.000 ans après le début de l'UniversUnivers observable. Il avait aussi montré qu'en accord avec la théorie du Big BangBig Bang, le rayonnement fossilerayonnement fossile présente un spectrespectre de corps noircorps noir avec une excellente approximation.
En fait, en observant dans le domaine des micro-ondes, les instruments de Cobe n'avaient pas fait que capter le rayonnement fossile. Ils avaient aussi enregistré toutes sortes d'émissionsémissions à ces longueurs d'ondeslongueurs d'ondes, reliées à différents phénomènes astrophysiquesastrophysiques.
Ces images d'avant plan avaient donc dues être soustraites du signal enregistré pour enfin faire apparaître celui qui était d'origine cosmologique.
Parmi ces images d'avant plan se trouvaient celles des émissions dans le domaine de l'infrarougeinfrarouge des moléculesmolécules de monoxyde de carbonemonoxyde de carbone, CO, présentes dans les nuagesnuages moléculaires de la Voie lactée. A partir de ces données, les trois chercheurs ont pu reconstituer l'image la plus complète à ce jour de la structure des bras spiraux de la Voie lactée.
Comme on s'en doutait depuis longtemps, les contradictions sur le nombre de bras spiraux de la Galaxie sont dues au fait que la partie interne du disque, autour du bulbe galactique où se trouve un trou noirtrou noir géant, contient bien deux bras spiraux mais que chacun se sépare en deux autres bras dans la partie externe du disque.
La nouvelle image de la Voie lactée. Les lignes rouges indiquent les bras spiraux. En haut, un point noir entouré de jaune indique la position du Soleil à la pointe d'une zone blanche conique. Crédit : Iowa State University
Un deuxième article fait regagner du poids à la Voie lactée, qui avait vu sa masse diminuer de moitié l'année dernière... En effet, d'après Mark J. Reid, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, la masse de la Voie lactée devrait être augmentée de 50% d'après les études qu'il a conduites à l'aide des radiotélescopesradiotélescopes du VLBA.
A la base, la technique utilisée est celle de la triangulationtriangulation, qui fournit une mesure de la parallaxe d'un objet céleste. En mesurant le déplacement angulaire d'une étoileétoile sur le fond du ciel à deux points diamétralement opposés de l'orbiteorbite terrestre, on peut en déduire la distance. Dans le cas présent, les chercheurs ont utilisé le fait que les nuages moléculaires dans lesquels se forment les étoiles peuvent donner lieu à une émission masermaser intense. En détectant des masers à méthanol émettant dans le domaine des ondes radio, il a alors été possible de mesurer tout à la fois les positions et les vitessesvitesses de déplacement de plusieurs de ces zones de formation d'étoiles dans la Galaxie.
Les astronomesastronomes ont découvert que ces zones se déplaçaient plus vite qu'on ne l'imaginait, ce qui indique donc une attraction gravitationnelle plus forte, et, dans la cas présent, une masse plus importante de matièrematière dans la Galaxie. En bonus, les caractéristiques des mouvementsmouvements sont là aussi en faveur de l'existence de quatre bras spiraux importants. A cause de la méthode qui ne se base pas sur une luminositéluminosité intrinsèque d'objets astrophysiques difficilement calibrable, les mesures sont assez robustes.
Dans les années à venir, la mission astrométrique Gaia - qui prend la suite de HipparcosHipparcos - devrait nous en apprendre bien plus sur la structure et l'évolution de la Voie lactée.
