Les astronomes signalent une oscillation de notre voisin géant et gazeux


Il y a quelques années, les astronomes ont découvert l'un des plus grands secrets de la Voie lactée : une énorme chaîne de nuages ​​gazeux en forme de vague dans la cour de notre soleil, donnant naissance à des amas d'étoiles le long du bras spiral de la galaxie que nous appelons notre foyer.

Nommant cette étonnante nouvelle structure le Vague de Radcliffeen l'honneur du Institut Radcliffe de Harvardlà où l'ondulation a été découverte à l'origine, l'équipe rapporte maintenant dans Nature que la vague de Radcliffe ressemble non seulement à une vague, mais se déplace également comme telle – oscillant dans l’espace-temps un peu comme « la vague » se déplaçant dans un stade rempli de supporters.

Ralf Konietzka, l'auteur principal de l'article et titulaire d'un doctorat. étudiant à la Kenneth C. Griffin Graduate School of Arts and Sciences de Harvard, explique : « En utilisant le mouvement des bébés étoiles nés dans les nuages ​​​​gazeux le long de la vague de Radcliffe, nous pouvons retracer le mouvement de leur gaz natal pour montrer que la vague de Radcliffe est en fait, je fais signe.

En 2018, lorsque professeur à l'Université de Vienne João Alves était membre du Harvard Radcliffe Institute, il a travaillé avec Centre d'astrophysique chercheur Catherine Zucker – puis un doctorat. étudiant à Harvard – et Alyssa Goodman, professeur Robert Wheeler Willson d'astronomie appliquée, pour cartographier les positions 3D des pépinières stellaires dans le voisinage galactique du soleil. En combinant les toutes nouvelles données de la mission Gaia de l'Agence spatiale européenne avec la technique gourmande en données « 3D Dust Mapping » – lancée par Doug Finkbeiner, professeur à Harvard et son équipe – ils ont remarqué une tendance émergeant, conduisant à la découverte de la Radcliffe Wave en 2020.

« C'est la plus grande structure cohérente que nous connaissions, et elle est vraiment très proche de nous », a déclaré Zucker, qui décrit le travail de la collaboration dans un article connexe de Sky and Telescope. «Il est là depuis tout ce temps. Nous ne le savions tout simplement pas, car nous ne pouvions pas construire ces modèles haute résolution de la répartition des nuages ​​gazeux près du soleil, en 3D.

La carte de poussière 3D de 2020 montrait clairement que la vague de Radcliffe existait, mais aucune mesure disponible à l'époque n'était suffisamment bonne pour voir si la vague se déplaçait. Mais en 2022, à l'aide d'une version plus récente des données Gaia, le groupe d'Alves a attribué des mouvements 3D aux jeunes amas d'étoiles de la vague de Radcliffe. Avec les positions et les mouvements des amas en main, Konietzka, Goodman, Zucker et leurs collaborateurs ont pu déterminer que l'ensemble de l'onde de Radcliffe ondule effectivement, se déplaçant comme ce que les physiciens appellent une « onde voyageuse ».

Une vague progressive est le même phénomène que celui que nous observons dans un stade sportif lorsque les gens se lèvent et s’assoient successivement pour « faire la vague ». De même, les amas d’étoiles le long de la vague de Radcliffe se déplacent de haut en bas, créant un motif qui traverse notre arrière-cour galactique.

Konietzka a poursuivi : « De la même manière que les supporters d'un stade sont ramenés à leur siège par la gravité terrestre, l'onde de Radcliffe oscille en raison de la gravité de la Voie lactée. »

Comprendre le comportement de cette structure gargantuesque de 9 000 années-lumière dans notre arrière-cour galactique, à seulement 500 années-lumière du soleil à son point le plus proche, permet aux chercheurs de porter désormais leur attention sur des questions encore plus difficiles. Personne ne sait encore ce qui a causé la vague de Radcliffe ni pourquoi elle se déplace comme elle le fait.

« Maintenant, nous pouvons tester toutes ces différentes théories sur la raison pour laquelle la vague s'est formée en premier lieu », a déclaré Zucker.

« Ces théories vont des explosions d'étoiles massives, appelées supernovae, aux perturbations hors galaxie, comme une galaxie satellite naine entrant en collision avec notre Voie lactée », a ajouté Konietzka.

L'article de Nature comprend également un calcul sur la quantité de matière noire qui pourrait contribuer à la gravité responsable du mouvement de l'onde.

« Il s'avère qu'aucune matière noire significative n'est nécessaire pour expliquer le mouvement que nous observons », a déclaré Konietzka. « La gravité de la matière ordinaire suffit à elle seule à provoquer le mouvement de la vague. »

De plus, la découverte de l’oscillation soulève de nouvelles questions sur la prépondérance de ces ondes à la fois dans la Voie lactée et dans d’autres galaxies. Étant donné que l'onde de Radcliffe semble former l'épine dorsale du bras spiral le plus proche dans la Voie lactée, l'ondulation de l'onde pourrait impliquer que les bras spiraux des galaxies oscillent en général, rendant les galaxies encore plus dynamiques qu'on ne le pensait auparavant.

« La question est : qu’est-ce qui a causé le déplacement donnant lieu à l’agitation que nous voyons ? dit Goodman. « Et est-ce que cela arrive partout dans la galaxie ? Dans toutes les galaxies ? Est-ce que ça arrive de temps en temps ? Est-ce que ça arrive tout le temps ?

La National Science Foundation, la NASA, l'ESA et la subvention avancée ISM-FLOW du Conseil européen de la recherche (ERC) ont soutenu ce travail.

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