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La Voie lactée a le bras long

© nasa/jpl-Caltech/R. Benjamin (Univ. du Wisconsin) et R. Hurt (ssc-Caltech)
Vue d'artiste de la Voie lactée, qui intègre la découverte du prolongement du bras de l'Écu-Croix.
Des observations révèlent que l'un des bras spiraux de notre galaxie est plus étendu qu'on ne le pensait.
Stéphane Fay
Le disque de notre galaxie est plus symétrique qu'on ne le pensait, d'après la découverte de Thomas Dame et Patrick Thaddeus, astrophysiciens à Harvard, aux États-Unis.
De l'avis de la plupart des astronomes, la Voie lactée est une galaxie spirale barrée comportant deux bras principaux, celui de Persée et celui de l'Écu-Croix (voir l'illustration ci-contre). Les autres bras seraient des structures mineures, faites surtout de gaz. Th. Dame et P. Thaddeus ont découvert ce qui est probablement un prolongement du bras de l'Écu-Croix, bras qui entoure désormais presque toute notre galaxie, depuis sa barre centrale d'étoiles jusqu'à son bord. Le bras de l'Écu-Croix apparaît ainsi comme le symétrique du bras de Persée, ce qui confère à la Voie lactée une structure plus simple et plus symétrique qu'on ne le croyait.
Le nouveau bras ou morceau de bras serait long d'environ 60 000 années-lumière, alors que le diamètre de la Voie lactée en fait 100 000. Pourquoi n'avait-il pas été remarqué auparavant ? Probablement parce qu'il est courbé : il se trouve en effet légèrement au-dessus du disque voilé de notre galaxie. Il aurait ainsi échappé à l'attention des astronomes, qui l'avaient déjà observé sans l'identifier.
Les deux astrophysiciens l'ont découvert en tentant de suivre les bords du bras de l'Écu-Croix. À leur grande surprise, ils ont détecté une structure surgissant à un angle de trois degrés au-dessus du plan galactique, dans le prolongement linéaire de l'Écu-Croix. Afin de s'assurer de leur découverte, ils ont examiné les données préexistantes d'une cartographie de l'hydrogène neutre dans notre galaxie et ses alentours. Cela leur a permis de tracer l'aspect du bras tel qu'il est observé à la longueur d'onde de 21 centimètres.
Puis ils ont eux-mêmes réalisé des observations dans le domaine millimétrique pour détecter la présence de monoxyde de carbone (CO) à une dizaine d'endroits le long du nouveau bras. Cette présence est révélatrice de nuages denses d'hydrogène moléculaire où se forment les étoiles, nuages qui constituent les meilleurs traceurs des bras spiraux. Ils démontrent ainsi que le nouveau bras n'est pas une illusion.
Découverte du quasar le plus lointain de l'univers

Une vue d'artiste du quasar ULAS J1120. Crédit : ESO/M. Kornmesser
Une équipe d'astronomes a découvert un quasar si lointain que sa lumière a mis 12,9 milliards d'années à nous parvenir. Cette galaxie ultrabrillante, qui tire son éclat de l'activité d'un trou noir de 2 milliards de masses solaires, est vue telle qu'elle était seulement 770 millions d'années après le big bang. Son nom ? ULAS J1120.
Une longue traque
« Il nous a fallu cinq ans pour trouver cet objet », a expliqué Bram Venemans, l'un des auteurs de l'étude publiée aujourd'hui dans la revue Nature.
D'abord, il a fallu sonder le ciel dans l'infrarouge, grâce au télescope de 3,8 m UKIRT, installé à Hawaï. À cause du décalage vers le rouge de la lumière des objets lointains, provoqué par l'expansion de l'Univers, le rayonnement d'un quasar éloigné est en effet inaccessible dans le domaine visible.
Parmi les millions d'objets repérés, il a ensuite fallu trouver ceux qui pouvaient être des quasars. Puis confirmer leur nature et leur distance par des mesures de spectroscopie, grâce aux grands télescopes de 8 m de diamètre comme le VLT ou le Gemini Nord.
Que s'est-il passé au début de l'Univers ?
Au-delà du record de distance pour un quasar, c'est l'éclat d'ULAS J1120 qui intéresse les astronomes. Il est des centaines de fois plus brillant que les autres objets observés dans les 800 premiers millions d'années de l'Univers, en particulier la galaxie UDFy-38135539, découverte en octobre 2010.
Il devrait ainsi permettre de sonder efficacement une période clé de l'évolution cosmique : la réionisation - l'époque pendant laquelle, sous l'effet du rayonnement des premières étoiles, le gaz froid et opaque qui baignait entièrement l'Univers est devenu transparent.
Posté par : David Fossé, le 30 juin 2011
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