Carte du ciel de la Voie lactée en mouvement à l’aide des données Gaia. Les zones avec un mouvement important sont représentées en noir/violet et celles avec un mouvement relativement faible en jaune. Un certain nombre de structures de disques filamenteux à grande échelle sont évidentes autour du plan médian. La carte montre également les nuages de Magellan et leur pont stellaire de connexion à gauche, tandis que la galaxie naine Sgr actuellement en train d’être déchirée est visible à droite (corps principal). Crédit : Laporte et al.
Une équipe internationale d’astronomes, dirigée par le chercheur Chervin Laporte de l’Institut des sciences du cosmos de l’Université de Barcelone (ICCUB-IEEC), a utilisé les données de la mission spatiale Gaia pour créer une nouvelle carte de la voie Lactéele disque extérieur. Curieusement, les structures nouvellement découvertes contiennent des preuves de bras spiraux fossiles. L’équipe a publié le nouveau travail dans un article en Avis mensuels de la Royal Astronomical Society : lettres.
L’équipe a analysé les données de mouvement de Gaia, disponibles à partir de décembre 2020, pour identifier des structures cohérentes. Leur carte résultante a révélé l’existence de nombreuses structures filamenteuses en rotation auparavant inconnues au bord du disque. Il a également donné une vue d’ensemble plus nette des structures précédemment connues. Les simulations numériques prédisent la formation de telles structures filamenteuses dans le disque externe à partir d’interactions satellites passées, mais la quantité de sous-structure révélée par cette carte n’était pas attendue et reste un mystère.
Quelles pourraient être ces structures ? Une possibilité est 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. Notre Galaxie est maintenant entourée de 50 de ces satellites et a englouti de nombreuses autres galaxies dans son passé. À l’heure actuelle, on pense que la Voie lactée est perturbée par la galaxie naine du Sagittaire. Mais dans son passé plus lointain, il a interagi avec un autre intrus, le Gaia Sausage, qui a maintenant dispersé ses débris dans la périphérie de notre galaxie.
Dans une étude précédente, la même équipe a montré que l’une des structures filamenteuses du disque externe, le ruisseau anticentre, avait des étoiles qui avaient pour la plupart plus de 8 milliards d’années. Cela le rend potentiellement trop vieux pour avoir été excité par le Sagittaire seul et pointe plutôt vers la saucisse Gaia.
Une autre possibilité est que toutes ces structures ne sont pas de véritables bras spiraux fossiles mais forment plutôt les crêtes de distorsions verticales à grande échelle dans le disque de la Voie lactée. «Nous pensons que les disques réagissent aux impacts de satellites qui créent des ondes verticales qui se propagent comme des ondulations sur un étang», explique Laporte.
Pour tenter de distinguer les deux explications, l’équipe a désormais sécurisé un programme de suivi dédié avec le télescope William Herschel sur les îles Canaries afin d’étudier les propriétés des populations stellaires dans chaque sous-structure. De futures enquêtes aideront à faire la lumière sur la nature et l’origine de ces structures vaporeuses célestes.
Laporte commente leurs découvertes : « En règle générale, cette région de la Voie lactée est restée mal explorée en raison de la poussière qui s’est produite qui obscurcit gravement la majeure partie du plan médian galactique ». Il ajoute : « Alors que la poussière affecte la luminosité d’une étoile, son mouvement reste inchangé. Nous étions certainement très heureux de voir que les données de mouvements de Gaia nous ont aidés à découvrir ces structures filamenteuses ! Maintenant, le défi reste de comprendre ce que sont exactement ces choses, 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.
Pour en savoir plus sur cette recherche, voir Galaxy’s Edge: Mystery Substructures Discovered in Milky Way’s Outer Disk.
Référence : « La cinématique bat la poussière : dévoilement de la sous-structure nichée dans le disque extérieur perturbé de la Voie lactée » par Chervin FP Laporte, Sergey E Koposov, Vasily Belokurov, 18 octobre 2021, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society : lettres.
DOI : 10.1093/mnrasl/dalle109
