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Une équipe d’astronomes espagnols a annoncé la découverte d’une série de filaments massifs dans les régions extérieures du disque de la Voie lactée. Deux scénarios sont actuellement envisagés pour expliquer la provenance de telles structures.

Des filaments tournoyants à la lisière du disque galactique

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : Letters, les chercheurs ont utilisé les données du satellite Gaia et des relevés spectroscopiques d’archives afin de cartographier la sous-structure du disque de la Voie lactée à des distances supérieures à 32 616 années-lumière. La carte qui en résulte révèle l’existence de nombreux filaments tournoyants jusqu’alors inconnus à sa lisière.

« Les simulations numériques prédisent la formation de structures filamentaires dans le disque externe de la Voie lactée à partir des interactions passées entre ses galaxies satellites, mais la quantité de sous-structures révélée par la nouvelle carte n’était pas attendue et reste un mystère », explique Chervin Laporte, astronome à l’Institut des sciences du cosmos de l’université de Barcelone et auteur principal de l’étude.

« Il est possible qu’il s’agisse des restes de bras de marée du disque de la Voie lactée qui ont été excités à différents moments par diverses galaxies satellites », poursuit le chercheur.

Carte de la Voie lactée en mouvement réalisée à l’aide des données Gaia. Les zones présentant un mouvement important sont représentées en noir/violet et celles présentant un mouvement relativement faible en jaune. Un certain nombre de structures de disque filamentaires à grande échelle sont évidentes autour du plan médian. La carte montre également les Nuages de Magellan et leur pont stellaire à gauche, tandis que la galaxie naine du Sagittaire, actuellement en train de se déchirer, est visible à droite (corps principal) — © C. Laporte et al. / MNRAS 2021

L’influence des galaxies satellites

Notre galaxie est actuellement encadrée par près de 50 galaxies satellites et a englouti de nombreuses formations de ce type au fil du temps. Actuellement, on pense qu’elle est perturbée par la galaxie naine du Sagittaire, mais dans son passé plus lointain, elle a également interagi avec Gaia-Encélade, dont les débris sont aujourd’hui dispersés à la périphérie de la Voie lactée.

Précédemment, l’équipe avait montré que l’une des structures filamentaires du disque externe, le courant anticentre, comportait des étoiles dont la majorité avait plus de 8 milliards d’années. La rendant potentiellement trop âgée pour avoir été excitée par la seule galaxie du Sagittaire et indiquant plutôt l’influence de Gaia-Encélade. Il est également possible que toutes ces structures ne soient pas de véritables bras spiraux fossiles, mais des crêtes de distorsions verticales à grande échelle dans le disque de la Voie lactée.

« Nous pensons que les disques réagissent aux impacts de galaxies satellites qui créent des
vagues verticales qui se propagent comme des ondulations à la surface d’un étang
», détaille Laporte.

— M.Aurelius / Shutterstock.com

« Le défi consiste maintenant à déterminer la véritable nature de ces structures »

Pour tenter de distinguer ces deux explications, les auteurs de l’étude prévoient maintenant d’étudier les propriétés des populations stellaires dans chaque sous-structure à l’aide du télescope William-Herschel.

« Cette région de la Voie lactée est restée globalement peu explorée en raison de la poussière qui masque la majeure partie du plan médian galactique », soulignent les chercheurs. « Mais celle-ci a la particularité d’affecter la luminosité d’une étoile mais pas son mouvement. »

« Le défi consiste maintenant à déterminer la véritable nature de ces structures, comment elles sont apparues, pourquoi en si grand nombre, et ce qu’elles peuvent nous dire sur la Voie lactée, sa formation et son évolution », conclut Laporte.

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