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Tout le monde ou presque a déjà vu une carte de la voûte céleste dans le domaine des micro-ondes montrant le fameux rayonnement fossile. Le rayonnement gamma des astres de l'univers est un peu moins connu mais on dispose tout de même d'une telle carte du ciel gamma grâce au satellite Fermi. Il est un domaine de l'astronomie observationnelle dont on parle beaucoup moins aujourd'hui qu'il y a quelques dizaines d'années, depuis que les HubbleHubble, Spitzer, Chandra et WMap ont, avec les télescopes de l'ESO et d'Hawaï, presque monopolisé le devant de la scène : c'est la radioastronomie.
Pourtant, elle ne manque pas de projets ambitieux avec par exemple Alma, Lofar et RadioAstron. Des découvertes et des observations importantes se font toujours grâce à la radioastronomie. C'est ainsi qu'un groupe d'astronomesastronomes a obtenu récemment la carte la plus précise à ce jour des champs magnétiques de la Voie lactéeVoie lactée, comme il est expliqué dans plusieurs publications déposées sur arxiv.
La carte du ciel de l'effet Faraday causé par les champs magnétiques de la Voie Lactée. Les couleurs rouge et bleu indiquent les régions du ciel où les champs magnétiques ont, respectivement, une composante pointée en direction de l'observateur ou en sens inverse. La bande de la Voie lactée (le plan du disque galactique) s'étend horizontalement dans cette vue panoramique. Le centre de la Voie lactée se trouve au milieu de l'image. Le pôle Nord céleste est en haut à gauche et le pôle Sud est en bas à droite. © Max Planck Institute for Astrophysics
On ne connaît l'existence de ces champs magnétiques que depuis une soixantaine d'années seulement. Découverts d'abord dans la Voie lactée puis, rapidement, dans les autres galaxies, ces champs intriguent les astrophysiciensastrophysiciens car, si on explique généralement leur origine grâce à un effet dynamoeffet dynamo analogue à celui produisant le champ terrestre, rien n'est vraiment sûr. Au lieu d'une lente formation dans le plasma conducteur interstellaire, d'autres théories font remonter l'origine des champs galactiques et même intergalactiques à un champ magnétique cosmologique primordial.
Pour savoir laquelle de ces hypothèses est la bonne, il faut, comme c'est souvent le cas, améliorer la précision des observations.
Des radiosources extragalactiques compactes mises à contribution
La carte des champs magnétiques de la Voie lactée qui vient d'être révélée, se base sur environ 41.000 mesures prises dans le cadre de 26 projets de recherche différents, par 30 astronomes. Une technique de traitement de l'information contenue dans ces mesures a permis de reconstruire les intensités de champs magnétiques et leur direction dans la Voie lactée.
Grâce à l'effet Faradayeffet Faraday, il est possible de remonter des caractéristiques des ondes radio enregistrées sur Terre par des radiotélescopesradiotélescopes aux champs magnétiques du milieu interstellaire de la GalaxieGalaxie. Connu depuis longtemps, il pourrait même, pense-t-on, mettre en évidence l'existence de la matière noire.
En quoi consiste l'effet Faraday ? Lorsqu'une onde lumineuse polarisée, par exemple une onde radio, traverse une région où règne un champ magnétique, sa polarisation est changée selon une proportion bien définie, reliée aux caractéristiques de ce champ magnétique. On pourrait penser qu'il faille connaître les caractéristiques initiales de l'onde pour en déduire les modifications qu'elle subit mais si l'on réalise des observations à différentes fréquencesfréquences, on peut s'en passer et avoir accès aux champs magnétiques que l'on souhaite mesurer.
Des tests des modèles de dynamo galactique en perspective
Les astrophysiciens ont donc déterminé l'effet Faraday produit sur les ondes en provenance d'un grand nombre de radiosources extragalactiques compactes, c'est-à-dire des noyaux de galaxies actives, comme le sont par exemple les quasars.
La carte révèle que les principaux champs magnétiques sont dans le plan galactique. En regardant les deux images fournies, on observe que ces champs magnétiques suivent des lignes de champs qui s'enroulent autour du bulbe central dans le disque galactique (dans l'image ci-dessus) et parallèles au plan galactique pour des composantes plus faibles (sur l'image ci-dessous). C'est exactement ce à quoi on doit s'attendre dans le cas d'une des théories faisant intervenir une génération de ces champs par effet dynamo. Mais c'est pour le moment insuffisant pour en conclure que cette hypothèse est bien la bonne.
