Les astronomes ont découvert l’une des plus grandes structures jamais vues dans la Voie lactée

Il y a environ 13,8 milliards d’années, notre univers est né dans une gigantesque explosion qui a donné naissance aux premières particules subatomiques et aux lois de la physique telles que nous les connaissons.

Après environ 370 000 ans, l’hydrogène s’est formé, le bloc de construction de base des étoiles, qui fusionnent l’hydrogène et l’hélium à l’intérieur pour former tous les éléments les plus lourds. Bien que l’hydrogène reste l’élément le plus répandu dans l’univers, il peut être difficile de détecter des nuages ​​individuels d’hydrogène gazeux dans le milieu interstellaire (ISM).

Cela rend difficile la recherche des premiers stades de la formation des étoiles, qui fourniraient des indices sur l’évolution des galaxies et de l’univers.

Une équipe internationale dirigée par des astronomes de Institut Max Planck d’Astronomie (MPIA) a récemment remarqué la présence d’énormes filaments d’hydrogène gazeux atomique dans notre galaxie. Cette structure, appelée « MaggieIl se trouve à environ 55 000 années-lumière (de l’autre côté de la Voie lactée) et est l’une des structures les plus hautes jamais observées dans notre galaxie.

(ESA / Gaia / DPAC / T. Müller / J. Syed / MPIA)

Ci-dessus : La section de la Voie lactée, telle que mesurée par le satellite Gaia de l’Agence spatiale européenne (en haut). Le carré indique l’emplacement du filament « Maggie » et l’image en fausses couleurs de la distribution atomique de l’hydrogène (en bas), la ligne rouge indique le filament « Maggie ».

L’étude décrivant leurs découvertes a récemment été publiée dans la revue Astronomie et astrophysique, dirigé par Jonas Seid, Ph.D. Étudiant à MPIA.

Il a été rejoint par des chercheurs de l’Université de Vienne Centre d’astrophysique Harvard-Smithsonian (CfA), et Institut Max Planck de radioastronomie (MPIFR), Université de Calgary, Université de Heidelberg, Centre d’astrophysique et des sciences planétaires, la Argelander – Institut d’Astronomieet l’Institut indien des sciences et le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA.

La recherche est basée sur les données obtenues Levé HI/OH/ligne de recombinaison de la Voie lactée (THOR), un logiciel de surveillance basé sur Extra large collection de Karl G. Jansky (VLA) au Nouveau-Mexique.

À l’aide des antennes radio à ondes centimétriques du VLA, ce projet étudie la formation des nuages ​​moléculaires, la conversion des atomes en hydrogène moléculaire, le champ magnétique de la galaxie et d’autres questions liées à l’ISM et à la formation des étoiles.

L’objectif ultime est de déterminer comment les deux isotopes d’hydrogène les plus courants convergent pour former des nuages ​​denses qui s’élèvent vers de nouvelles étoiles. Les isotopes comprennent l’hydrogène atomique (H), qui se compose d’un proton, un électron et aucun neutron, et l’hydrogène moléculaire (H2) – ou deutérium – constitué d’un proton, d’un neutron et d’un électron.

Ces derniers ne se condensent qu’en nuages ​​relativement compacts qui développeront des régions givrées où de nouvelles étoiles finiront par apparaître.

Le processus de transition de l’hydrogène atomique en hydrogène moléculaire est encore largement méconnu, ce qui a fait de ce fil extrêmement long une découverte particulièrement passionnante.

Alors que les plus grands nuages ​​connus de gaz moléculaire mesurent environ 800 années-lumière de long, Magi mesure 3 900 années-lumière de long et 130 années-lumière de large. Comme Syed l’a expliqué dans un récent MPIA communiqué de presse:

« L’emplacement de ce filament a contribué à ce succès. On ne sait pas encore exactement comment il est arrivé là. Mais le filament s’étend à environ 1 600 années-lumière sous le plan de la Voie lactée. Les observations nous ont également permis de déterminer la vitesse de Cela nous a permis de montrer que les vitesses à la longueur du filament varient à peine.

L’analyse de l’équipe a montré que le matériau du filament a une vitesse moyenne de 54 km/s^-1, qu’ils ont principalement déterminé en mesurant la rotation du disque de la Voie lactée. Cela signifie que le rayonnement a une longueur d’onde de 21 cm (aka « ligne d’hydrogène”) était visible sur le fond cosmique, rendant la structure reconnaissable.

« Les observations nous ont également permis de déterminer la vitesse de l’hydrogène gazeux », a déclaré Henrik Beuther, président de THOR et co-auteur de l’étude. « Cela nous a permis de montrer que les vitesses le long du filament diffèrent à peine. »

De là, les chercheurs ont conclu que Maggi est une structure cohérente. Ces résultats ont confirmé les observations faites il y a un an par Juan de Soler, astrophysicien à l’Université de Vienne et co-auteur de l’article.

Lorsqu’il a remarqué le fil, il l’a nommé le plus long fleuve de sa Colombie natale : le Río Magdalena (en anglais : Margaret, ou « Maggie »). Alors que Maggie aurait pu être identifiée dans l’évaluation précédente de Soler des données THOR, seule la présente étude a démontré au-delà de tout doute raisonnable qu’il s’agit d’une structure cohérente.

Sur la base de données publiées précédemment, l’équipe a également estimé que Magee contient 8 pour cent d’hydrogène moléculaire en masse.

Après un examen plus approfondi, l’équipe a remarqué que le gaz a convergé à divers points le long du filament, ce qui les a amenés à conclure que l’hydrogène gazeux s’accumulait dans de gros nuages ​​à ces endroits. Ils ont également prédit que le gaz atomique se condenserait progressivement en une forme moléculaire dans ces environnements.

« Cependant, de nombreuses questions restent sans réponse », a ajouté Syed. « Les données supplémentaires, qui, nous l’espérons, nous donneront plus d’indices sur la fraction moléculaire du gaz, attendent déjà d’être analysées. »

Heureusement, plusieurs observatoires spatiaux et au sol seront bientôt opérationnels, ainsi que des télescopes qui seront équipés pour étudier ces filaments dans le futur. Ceux-ci inclus Télescope spatial James Webb (JWST) et des sondages radio comme tableau de kilomètre carré (SKA), qui nous permettra de visualiser la période la plus ancienne de l’univers (« aube cosmique») et les premières étoiles de notre monde.

Cet article a été initialement publié par l’univers aujourd’hui. Lis le article original.