gov-civil-vilareal.ptLa forme de la Voie lactée : cartographie de l'autre côté de la galaxie
>A quoi ressemblerait notre galaxie si vous pouviez la voir de l'extérieur ?
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C'est une question assez intéressante. Pendant longtemps , nous ne savions même pas que nous vivions dans une galaxie parmi des centaines de milliards. À l'époque - jusqu'à il y a environ un siècle - il n'était pas clair si tout ce que nous voyions dans le ciel était dans un seul bloc géant, ou si les petites taches floues que nous voyions étaient en fait des galaxies séparées (ce qu'on appelait autrefois les 'univers insulaires', ' qui est à la fois poétique et approprié).
Ensuite, les travaux dirigés par Edwin Hubble (d'où le télescope porte le nom) et effectués par une équipe d'astronomes ont déterminé que les petits flous étaient en effet très éloignés et que nous devions donc également vivre dans une structure séparée et plus petite. Nous savons déjà que la Voie lactée - le nom de notre galaxie particulière - était aplatie, comme un disque, et nous étions à l'intérieur, car nous la voyons comme une large bande de lumière étalée dans le ciel. Si la galaxie était sphérique, nous verrions des étoiles également dans toutes les directions. Au lieu de cela, cette bande signifie que la galaxie est plate.
Nous voyons d'autres galaxies à disques dans le ciel, et elles présentent une structure en spirale. Au fil du temps, en utilisant diverses méthodes, nous avons appris que la Voie lactée est également un disque plat avec des bras en spirale, et nous avons également déterminé qu'elle avait un renflement central et une longue « barre » en forme de Tic-Tac au milieu. Le Soleil avec notre système solaire est situé à environ 26-27.000 années-lumière du centre galactique.
Mais quelle est la forme exacte de la galaxie ? Combien de bras spiraux a-t-il ? Sont-ils étroitement enroulés ou ont-ils un enroulement plus nonchalant ?
Ces questions ne sont pas si faciles à répondre. Des techniques sophistiquées nous ont permis de cartographier la partie de la galaxie qui nous entoure, mais la face cachée est plus difficile à observer. D'une part, il y a beaucoup de déchets dans la galaxie qui obscurcissent notre vue. Principalement du gaz et de la poussière, il absorbe la lumière, et plus vous regardez vers le centre de la galaxie, plus cette substance est épaisse.
De plus, comme l'autre côté de la galaxie est éloigné, les sources de lumière (étoiles, nuages de gaz, etc.) que vous souhaitez observer apparaissent plus proches les unes des autres. vous, mais en les voyant se confondre plus loin. Nous appelons ce type d'observation « confusion limitée ».
Pourtant, une équipe d'astronomes ont réussi à faire quelque chose d'assez incroyable : ils ont localisé l'emplacement d'un nuage de gaz en formation d'étoiles de l'autre côté de la Voie lactée et l'ont utilisé pour créer une meilleure carte de l'un des bras spiraux.
La source est une jeune étoile qui émet un rayonnement micro-ondes dans ce qu'on appelle un maître (c'est la même physique qui fabrique un laser, mais dans une 'couleur' de lumière différente). Ils ont utilisé une série de radiotélescopes à travers la Terre qui sont reliés entre eux, créant ce qui est essentiellement un télescope de milliers de kilomètres de diamètre. Ce réseau a une résolution phénoménale : ils ont pu suivre le mouvement du maser alors que l'étoile se déplaçait physiquement sur son orbite autour de la galaxie ! Remarquez qu'il faut plus de 200 millions d'années pour faire le tour de la galaxie une seule fois, donc ce mouvement est incroyablement petit.
Lorsque la Terre tourne autour du Soleil, nous voyons des objets distants sous différents angles. Cela a permis aux astronomes de déterminer la distance à un objet de l'autre côté de la galaxie. Cet angle de parallaxe est extrêmement petit, mais mesurable. Crédit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; Robert Hurt, NASA
Mais une fois qu'ils ont pu mesurer cela , ils pouvaient alors voir un même plus petit effet : Le mouvement apparent de l'objet lorsque la Terre tourne autour du Soleil. Lorsque la Terre se déplace d'un côté de son orbite à un autre, des objets distants semblent se déplacer d'avant en arrière. Nous appelons cet effet la parallaxe (si vous voulez des détails, je parle de la façon dont cela fonctionne dans Crash Course Astronomie : Distance ), et il peut être utilisé pour déterminer la distance d'un objet : s'il se déplace beaucoup, il doit être plus proche, et s'il ne se déplace que peu, il est plus éloigné. Si vous savez de combien la Terre bouge et mesurez l'angle de déplacement de l'objet, vous pouvez calculer sa distance.
Alors ils l'ont fait ! La distance qu'ils ont obtenue pour ce maser était de 66 500 années-lumière : Clair à travers la galaxie de l'autre côté (et puis certains), ce qui en fait l'objet le plus éloigné de la galaxie dont la distance ait jamais été mesurée de cette façon.
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La carte la plus récente de la Voie lactée est montrée dans la représentation d'un artiste. Le Soleil est directement sous le centre galactique, près de l'éperon d'Orion. Les bras Scutum-Centaurus s'étendent vers la droite et au-dessus, passant derrière le centre vers le côté éloigné. Le maser observé est presque directement en face du Soleil depuis le centre du bras S-C, à 65 000 années-lumière. Crédit: NASA/JPL-Caltech/R. Blessé (SSC/Caltech)
Ce qui rend cela si important, c'est que cela signifie qu'il doit faire partie d'un bras en spirale que nous appelons le bras Scutum-Centaurus (du nom des constellations dans lesquelles nous le voyons). De nombreux objets sur ce côté de la galaxie dans ce bras ont été mesurés, mais rien de l'autre côté. Cette mesure de la distance du maser de la face cachée signifie qu'ils ont pu déterminer la position du bras spiral de l'autre côté de la galaxie.
Un bras en spirale a un angle d'ouverture, appelé angle de tangage, qui correspond à l'écart entre le bras et un cercle. La flèche rouge indique l'angle de tangage de cette spirale particulière; s'il était de 0°, le bras chevaucherait le cercle gris, et plus l'angle est grand, plus le bras est large. Crédit: Matin le Gorn / Wikipédia
Cela a donné quelque chose d'une surprise, en fait. Il y a un angle qui aide à définir à quel point un bras en spirale est ouvert ou serré. Appelé le l'angle d'inclinaison , si c'est 0° alors le bras forme un cercle, et plus l'angle de tangage est grand plus le bras est ouvert. En utilisant des objets proches, le bras Scutum-Centaurus semble avoir un angle d'inclinaison de 14°. Mais si vous incluez également le maser pour ancrer le bras de l'autre côté du centre galactique, l'angle de tangage est plutôt de 22°. C'est un changement important.
Les bras de la Voie lactée sont plus ouverts qu'on ne le pensait au départ.
Ou si vous préférez : nous sommes moins serrés qu'on ne le pensait.
Le fait est que même si nous vivons à l'intérieur de notre galaxie, nous en apprenons encore beaucoup. C'est comme être dans une pièce enfumée et pouvoir enfin voir les choses de l'autre côté contre le mur du fond. Il vous aide à définir la forme et la structure de l'endroit où vous vous trouvez.
Et cela signifie que notre mentalité scientifique à propos de l'Univers a beaucoup changé au fil du temps. L'invention du télescope nous a montré qu'il était beaucoup plus grand et plus peuplé que nous ne le pensions, et au fil du temps, il est devenu entier beaucoup plus gros.
Et même maintenant, un siècle après que nous ayons enfin compris la nature de notre propre galaxie, notre ville locale nous réserve encore de belles surprises. C'est comme se promener dans votre pâté de maisons et trouver un ruisseau qui le traverse que vous n'avez jamais remarqué auparavant. Quelles merveilles s'y cachent et quels trésors restent encore invisibles ?
C'est pourquoi nous continuons à chercher. Nous vivons dans un beau quartier, et c'est amusant de découvrir plus d'endroits à visiter.
