L'un des bras de la Voie lactée s'est

La Voie lactée est notre galaxie hôte, mais il s’agit à certains égards de la moins bien comprise. Les astronomes tentent actuellement d’établir sa structure à grande échelle via l’analyse des données de différents instruments, ayant récemment mis en évidence une cassure dans le bras du Sagittaire.

Obtenir un meilleur aperçu de notre galaxie

Cartographier notre galaxie pourrait s’apparenter au fait de déterminer la taille et la forme d’une forêt depuis son cœur. L’une des approches utilisées par les astronomes pour y parvenir consiste à mesurer la position et la distance d’un nombre faramineux d’étoiles. Il s’agit de l’un des principaux objectifs de la mission Gaia, étudiant la position et le mouvement de plus d’un milliard d’astres, qui a déjà révélé d’importants détails au sujet de la structure de la Voie lactée, notamment un motif d’ondes parmi certaines étoiles.

Une autre méthode consiste à observer des objets spécifiques de notre galaxie, comme les nébuleuses stellaires, généralement situées dans les bras spiraux d’une galaxie, là où la quantité de gaz et de poussière est la plus importante. En mesurant les distances des jeunes étoiles dans de nombreuses nébuleuses, le télescope spatial infrarouge Spitzer nous a ainsi permis de confirmer que la Voie lactée possédait quatre bras spiraux principaux.

Publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics, la nouvelle étude a combiné les données de Gaia et de Spitzer, en comparant l’emplacement de certaines nébuleuses avec la distribution spirale globale des étoiles. Les chercheurs se sont concentrés sur le bras du Sagittaire, l’un des principaux bras spiraux de notre galaxie situé entre celui d’Écu-Croix et d’Orion (dans lequel se trouve le Soleil).

Image montrant un ensemble de jeunes étoiles et de nuages de gaz (en jaune) se détachant de l’un des bras spiraux de la Voie lactée — © NASA / JPL-Caltech

L’équipe espérait ici mesurer précisément son angle d’inclinaison, indiquant à quel point un bras spiral est enroulé serré : plus l’angle d’inclinaison est grand, plus les bras spiraux sont ouverts. Dans le cas du Sagittaire, il avait été précédemment évalué à environ 12 degrés, mais s’est révélé très différent pour certaines de ses nébuleuses.

Une cassure s’étendant sur 3 000 années-lumière

Les scientifiques ont examiné quatre nébuleuses proéminentes dans notre ciel nocturne : la nébuleuse de l’Aigle (contenant les impressionnants Piliers de la Création), la nébuleuse Oméga, la nébuleuse Trifide et la nébuleuse de la Lagune. Celles-ci se trouvent dans la même région générale et ont été utilisées dans les années 1950 pour confirmer l’existence du bras du Sagittaire. La nouvelle étude a permis de les localiser précisément, montrant que cette région s’étendant sur 3 000 années-lumière avait un angle d’inclinaison d’environ 60 degrés.

Cela ne signifie pas que la mesure initiale du bras du Sagittaire était fausse, mais indique la présence d’un type de sous-structure connu sous le nom d’éperon galactique.

Certaines galaxies spirales possèdent en effet des bras très lisses, où le gaz, la poussière et les régions de formation d’étoiles se trouvent tous le long de la même courbe. Tandis que d’autres présentent des bras spiraux plus irréguliers, avec de petites ramifications appelées éperons. Ces nouveaux travaux indiquent que la Voie lactée fait partie de la seconde catégorie.

Par Yann Contegat, le 3 septembre 2021