La Voie Lactée : une cartographie inédite des champs magnétiques

Une équipe d’astronomes a réalisé une cartographie sans précédent des structures de champs magnétiques au sein d’un bras spiral de notre galaxie, la Voie Lactée. Cette découverte pourrait bien changer notre compréhension de la formation des étoiles et de notre propre système solaire.

Les études précédentes sur les champs magnétiques galactiques ne donnaient qu’une image très générale. Cette nouvelle étude révèle que les champs magnétiques dans les bras spiraux de notre galaxie se détachent significativement de cette image générale et sont inclinés par rapport à la moyenne galactique à un degré élevé.

Les résultats suggèrent que les champs magnétiques ont un impact fort sur les régions de formation d’étoiles, ce qui signifie qu’ils ont joué un rôle dans la création de notre propre système solaire.

Il peut être surprenant pour certains que des champs magnétiques puissent exister à des échelles plus grandes qu’une planète. La plupart de nos expériences quotidiennes avec les champs magnétiques impliquent soit de coller des choses à notre réfrigérateur, soit d’utiliser une boussole pour indiquer le nord. Ce dernier montre l’existence de champs magnétiques générés par notre planète.

Notre soleil crée également un vaste champ magnétique, et cela peut affecter des phénomènes comme les éruptions solaires. Mais les champs magnétiques qui traversent la galaxie sont presque trop grands pour être compris, et pourtant ils ont probablement un rôle dans la formation des étoiles et des planètes.

Des observations et des modèles améliorés

« Jusqu’à présent, toutes les observations des champs magnétiques au sein de la Voie Lactée ont conduit à un modèle très limité qui était uniforme partout et correspondait largement à la forme du disque de la galaxie elle-même », a indiqué le professeur adjoint Yasuo Doi du Département des sciences de la Terre et de l’astronomie de l’Université de Tokyo.

« Grâce en partie aux installations de télescope de l’Université d’Hiroshima capables de mesurer la lumière polarisée pour nous aider à déterminer les signatures magnétiques, et au satellite Gaia lancé par l’Agence spatiale européenne en 2013, spécialisé dans la mesure des distances aux étoiles, nous avons pu construire un meilleur modèle avec des détails plus fins en trois dimensions. Nous nous sommes concentrés sur une zone spécifique, le bras de Sagittaire de notre galaxie spirale (nous sommes dans le bras voisin d’Orion) et avons constaté que le champ magnétique dominant là-bas s’écarte significativement du plan de la galaxie. »

Pour une compréhension de la Voie Lactée et d’autres galaxies

Les modèles et observations précédents ne pouvaient qu’imaginer un champ magnétique lisse et largement homogène dans notre galaxie ; alors que les nouvelles données montrent que bien que les lignes de champ magnétique dans les bras spiraux s’alignent approximativement avec la galaxie dans son ensemble, à petite échelle, les lignes sont en réalité réparties sur une gamme de distances en raison de divers phénomènes astrophysiques comme les supernovae et les vents stellaires.

Les champs magnétiques galactiques sont également incroyablement faibles, environ 100 000 fois plus faibles que le champ magnétique propre à la Terre.

Malgré cela, cependant, sur de longues périodes, le gaz et la poussière dans l’espace interstellaire sont accélérés par ces champs, ce qui explique la présence de certaines pépinières d’étoiles – des régions de formation d’étoiles – qui ne peuvent être expliquées par la gravité seule. Cette découverte implique que la cartographie supplémentaire des champs magnétiques au sein de notre galaxie pourrait aider à mieux expliquer la nature et l’évolution de la Voie Lactée et d’autres galaxies également.

« Je suis personnellement intrigué par le processus fondamental de la formation des étoiles, essentiel à la création de la vie, y compris la nôtre, et je vise à saisir ce phénomène dans son intégralité avec le temps », a ajouté Yasuo Doi. « Nous visons à approfondir nos observations et à construire de meilleurs modèles de structures de champs magnétiques galactiques. Cette entreprise vise à fournir des informations observationnelles sur l’accumulation de gaz alimentant la formation active d’étoiles au sein de notre galaxie et son développement historique. »

En synthèse

Cette étude a permis de cartographier pour la première fois les structures de champs magnétiques au sein d’un bras spiral de notre galaxie, la Voie Lactée. Ces découvertes suggèrent que les champs magnétiques ont un impact significatif sur les régions de formation d’étoiles, ce qui pourrait changer notre compréhension de la formation des étoiles et de notre propre système solaire.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que cette étude a découvert de nouveau ?

Cette étude a permis de cartographier pour la première fois les structures de champs magnétiques au sein d’un bras spiral de notre galaxie, la Voie Lactée.

Quelle est l’importance des champs magnétiques dans la formation des étoiles ?

Les champs magnétiques ont un impact significatif sur les régions de formation d’étoiles, ce qui signifie qu’ils ont joué un rôle dans la création de notre propre système solaire.

Qu’est-ce que cela signifie pour notre compréhension de la Voie Lactée ?

Ces découvertes pourraient changer notre compréhension de la formation des étoiles et de notre propre système solaire.

Quels sont les travaux futurs prévus ?

Les travaux futurs se concentreront sur l’approfondissement de ces observations et la construction de meilleurs modèles de structures de champs magnétiques galactiques.

Quels sont les outils utilisés pour cette étude ?

Les chercheurs ont utilisé les installations de télescope de l’Université d’Hiroshima et le satellite Gaia lancé par l’Agence spatiale européenne en 2013.

Références

Yasuo Doi, Kengo Nakamura, Koji S. Kawabata, Masafumi Matsumura, Hiroshi Akitaya, Simon Coude, Claudia V. Rodrigues, Jungmi Kwon, Motohide Tamura, Mehrnoosh Tahani, Antonio Mario Magalhaes, Reinaldo Santos-Lima, Yenifer Angarita, Jose Versteeg, Marijke Haverkorn, Tetsuo Hasegawa, Sarah Sadavoy, Doris Arzoumanian, and Pierre Bastien, « Tomographic Imaging of the Sagittarius Spiral Arm’s Magnetic Field Structure, » The Astrophysical Journal: January 11, 2024, doi:10.3847/1538-4357/ad0fe2.