La plupart des manuels enseignent que notre galaxie, la Voie lactée, ressemble à une spirale plate, avec plusieurs bras en avant partant du centre. Mais une nouvelle carte détaillée en 3D de la galaxie ajoute une touche à cette image. Il s’avère que la galaxie n’est pas une crêpe plate, elle est gondolée avec ses bords qui s'enroulent au-dessus et en dessous du plan galactique.
Obtenir un regard réel sur notre propre galaxie est fondamentalement impossible. Jusqu'à présent, nos sondes spatiales les plus éloignées ont à peine quitté notre propre système solaire et ne quitteront probablement jamais la galaxie pour capturer une image à distance. Les astronomes doivent donc utiliser des modèles pour comprendre les télescopes et les instruments dont nous disposons. C'est difficile parce que la Terre est garée dans un petit bras en spirale à environ 26 000 du centre galactique, ce qui rend difficile de prendre une vue d'ensemble.
Elizabeth Gibney de Nature rapporte qu'avant cette étude, les meilleures cartes de la Voie lactée, d'un diamètre d'environ 120 000 années-lumière, utilisaient des mesures indirectes, telles que le comptage des étoiles et l'extrapolation d'informations que nous pouvons voir. Mais pour cette étude, des chercheurs de l’Université de Varsovie ont utilisé le télescope d’expérience de lentille gravitationnelle optique de l’observatoire de Las Campanas au Chili pour analyser les Céphéides, un groupe d’étoiles qui brillent et s’assombrissent selon un cycle prévisible, mesurant directement leurs distances.
En six ans, l'équipe a répertorié 2 341 Céphéides qui s'étendent à travers la galaxie, prenant 206 726 images d'étoiles. En observant les étoiles de la Terre, il est parfois difficile de savoir à quel point elles sont brillantes. Une étoile très brillante et très éloignée peut paraître sombre. Mais les chercheurs savent que plus une étoile de Céphéid est lente, plus elle est brillante, ce qui leur permet de calculer sa vraie ou intrinsèque luminosité. En comparant le niveau de luminosité de l'étoile à sa luminosité apparente depuis la Terre, les chercheurs ont pu déterminer la distance et la position tridimensionnelle de chaque Céphéide avec une précision de plus de 95%. En utilisant ces points de données, ils ont tracé la position des Céphéides dans toute la galaxie, créant une carte structurelle. L'étude paraît dans la revue Science .
Les chercheurs utilisant d’autres techniques ont émis l’hypothèse que la Voie lactée est déformée et que la galaxie s’excite sur les bords. Près du centre galactique, il fait environ 500 années-lumière de large. Sur les bords, il fait environ 3 000 années-lumière. Cette nouvelle visualisation confirme la présence de chaînes et de reflets et montre qu’ils sont assez importants.
"Si nous pouvions voir notre galaxie de côté, nous verrions clairement sa déformation", a déclaré le directeur de l'étude, Dorota Skowron, à George Dvorsky, à Gizmodo . «Les étoiles qui se trouvent à 60 000 années-lumière du centre de la Voie Lactée sont aussi éloignées que 5 000 années-lumière au-dessus ou au-dessous du plan galactique. C'est un gros pourcentage. "
Alors pourquoi notre galaxie est-elle tordue? Nadia Drake du National Geographic rapporte que les galaxies spirales déformées ne sont pas inhabituelles et que les astronomes en ont catalogué beaucoup, y compris la galaxie jumelle Andromeda de la Voie Lactée. Nicola Davis du Guardian rapporte que près de la moitié des galaxies de l’univers ont un certain degré de déformation, mais les rebondissements de la Voie Lactée sont plus grands que la moyenne.
Les chercheurs ont des raisons de penser que les interactions entre les galaxies du groupe local, plusieurs dizaines de galaxies et des galaxies naines se sont regroupées à moins de 10 millions d'années-lumière de la Voie lactée. "Nous pensons que le warp a peut-être été causé par des interactions avec des galaxies satellites", explique Skowron à Drake. "D'autres idées suggèrent des interactions avec les gaz intergalactiques ou la matière noire."
Les nouvelles données peuvent également fournir un aperçu de la façon dont la galaxie a évolué. Les chercheurs ont identifié trois groupes de céphéides âgés de 20 à 260 millions d’années, un simple bébé comparé aux plus anciennes étoiles de la galaxie, âgés de 10 à 13 milliards d’années. Le Guardian's Davis rapporte que les étoiles les plus jeunes sont plus proches du centre galactique, tandis que les plus anciennes sont plus éloignées dans les bras en spirale. Il est possible que l'interaction avec une galaxie naine qui passe a pu les faire apparaître. Des simulations sur ordinateur montrent que pour créer le motif dans lequel elles se trouvent, une sorte d'événement de formation d'étoiles devait se produire il y a 64 millions, 113 millions et 175 millions d'années.
Xiaodian Chen des Observatoires astronomiques nationaux de l'Académie chinoise des sciences faisait partie d'une étude similaire publiée en février qui utilisait également un groupe de Céphéides pour cartographier la structure 3D de la Voie Lactée. Il croit que cette carte est solide. «Ils ont essentiellement confirmé nos conclusions précédentes concernant la forme à trois dimensions du disque de la Voie lactée, y compris son évasement dans les régions extérieures», a déclaré Chen. «Une bonne chose à propos de la confirmation de nos travaux est qu'ils ont utilisé un ensemble de données différent, couvrant 2 431 Céphéides par rapport à [notre] 2 330, observés avec un télescope différent et à travers différents filtres. Pourtant, ils ont trouvé à peu près le même résultat, ce qui est réconfortant! "
Bien que cette nouvelle carte soit la plus précise en termes de révélation de la structure globale de la galaxie, elle n’est en aucun cas l’observation la plus détaillée de notre galaxie. L'année dernière, le cartographe d'étoiles Gaia de l'Agence spatiale européenne a publié la position et la luminosité des 1, 7 milliard d'étoiles de notre voisinage immédiat dans la Voie Lactée, ainsi que des données détaillées sur 2 millions d'entre elles.
