Cette carte en fausses couleurs montre plusieurs balayages du fond Lyman-alpha au-dessus du ciel, obtenu par le spectrographe ultraviolet Alice sur le vaisseau spatial New Horizons alors qu’il était à 45 UA du Soleil. Les données concordent bien avec un modèle sous-jacent de la composante solaire du fond Lyman-alpha auquel une luminosité constante de la Voie lactée a été ajoutée. L’arrière-plan est plus clair dans les deux directions près de notre Soleil, qui est marqué ici par un point orange. Crédit : SwRI
Le chercheur a utilisé un instrument développé par SwRI sur New Horizons pour mesurer la quantité de lumière Lyman-alpha la voie Lactée galaxie brille sur notre système solaire.
Une nouvelle étude menée par le Southwest Research Institute a déterminé la luminosité du fond galactique Lyman-alpha à l’aide d’un instrument développé par SwRI à bord NasaLa sonde spatiale de la ceinture de Kuiper, New Horizons.
Le fond ultraviolet Lyman-alpha spatial a été détecté pour la première fois dans les années 1960, et son existence a ensuite été confirmée en 1971. Cette lueur ultraviolette imprègne l’espace et peut être utilisée pour caractériser le vent ténu d’atomes d’hydrogène qui souffle à travers notre système solaire. Il a également été utilisé par les instruments SwRI sur les vaisseaux spatiaux de la NASA pour imager des cratères sombres en permanence près des pôles nord et sud de la Lune.
Dans la majeure partie de notre système solaire, l’arrière-plan est dominé par les photons Lyman-alpha émis par le soleil et dispersés par les atomes d’hydrogène interstellaires qui le traversent. Dans le système solaire externe, cependant, où voyage le vaisseau spatial New Horizons, la composante de lumière solaire dispersée du signal Lyman-alpha est beaucoup moins brillante et les composantes plus faibles des régions voisines de la Voie lactée deviennent plus faciles à distinguer.
“Le fond galactique Lyman-alpha provient de régions chaudes autour d’étoiles massives qui ionisent toute la matière à proximité, qui est principalement de l’hydrogène, car c’est l’élément le plus abondant dans l’univers”, a déclaré le Dr Randy Gladstone, auteur principal de l’étude. « Lorsque les électrons et les protons finissent par se réunir ou se recombiner, ils émettent presque toujours des photons Lyman-alpha. »
Les atomes d’hydrogène entre les étoiles diffusent ces photons en une lueur à peu près uniforme dans tout l’espace. Ils sont détectables, a déclaré Gladstone, mais uniquement à la longueur d’onde Lyman-alpha, qui est à une longueur d’onde environ quatre fois plus courte que celle qui peut être vue par les yeux humains.
“Le fond Lyman-alpha a été beaucoup étudié près de l’orbite terrestre et est suffisamment lumineux pour que si nous pouvions le voir, le ciel nocturne ne deviendrait jamais plus sombre que le crépuscule”, a expliqué Gladstone. « C’est si brillant du Lyman-alpha solaire que nous n’étions pas certains de la contribution de la galaxie de la Voie lactée à sa luminosité globale. C’est comme se tenir près d’un réverbère par une nuit brumeuse. Le brouillard disperse la lumière de la lampe, ce qui rend difficile de voir autre chose.
Avec le spectrographe d’imagerie Alice UV dirigé par SwRI à bord de New Horizons, Gladstone a pu mesurer avec précision la luminosité de la composante galactique du fond Lyman-alpha pour la première fois.
« New Horizons s’éloigne du Soleil depuis plus de 15 ans maintenant », a expliqué Gladstone. “Plus nous nous éloignions du Soleil, moins nous étions aveuglés par la composante solaire du fond Lyman-alpha.”
Avec New Horizons maintenant bien au-delà Pluton, Gladstone a pu mesurer pour la première fois la luminosité du fond Lyman-alpha de la Voie lactée : environ 20 fois moins lumineux que le fond Lyman-alpha près de la Terre.
“C’est quelque chose que les astronomes devinent depuis des décennies”, a déclaré Gladstone. « Maintenant, nous avons un nombre beaucoup plus précis. »
Gladstone espère que cette découverte aidera les astronomes à mieux comprendre les régions voisines de la Voie lactée.
“La position unique de New Horizons dans la lointaine ceinture de Kuiper lui permet de faire des découvertes comme celle-ci qu’aucun autre vaisseau spatial ne peut faire”, a déclaré le chercheur principal de New Horizons et vice-président associé de la division spatiale SwRI, le Dr Alan Stern. “Quelle grande ressource New Horizons, non seulement pour l’exploration de la ceinture de Kuiper, mais aussi pour mieux comprendre notre galaxie et même l’univers au-delà de notre galaxie grâce à cela et à d’autres observations de notre charge utile d’instruments scientifiques.”
Le laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins à Laurel, dans le Maryland, a conçu, construit et exploite le vaisseau spatial New Horizons et gère la mission de la Direction des missions scientifiques de la NASA. Le MSFC Planetary Management Office assure la supervision de la NASA pour les nouveaux horizons. Le Southwest Research Institute, basé à San Antonio, dirige la mission via le chercheur principal Stern et dirige l’équipe scientifique, les opérations de charge utile et la planification scientifique des rencontres. New Horizons fait partie du programme New Frontiers géré par le Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama.
