Un projet international majeur dans le domaine de l'astronomie change la compréhension de la structure de notre galaxie.
Au début du XIXe siècle, William Parsons construisit un télescope gigantesque pour l'époque (le diamètre du miroir était de 183 centimètres). Avec lui, il a observé et esquissé un amas d'étoiles à deux bras en spirale, que nous appelons maintenant la galaxie Whirlpool (M51). On pense que c'est la première galaxie spirale découverte par les astronomes. Mais cela est maintenant considéré, alors ce n'était pas du tout clair ce que c'était - une partie de notre galaxie ou un objet indépendant. Le débat sur ce sujet s'est poursuivi pendant près de cent ans, jusqu'à ce qu'un autre astronome célèbre, Edwin Hubble, y mette fin, prouvant que le Maelström est situé bien au-delà de la Voie lactée. Ainsi, l'idée que la Voie lactée est l' univers entier a finalement été rejetée .
De plus, les astronomes ont découvert que nous vivons dans une galaxie d'un type similaire - spirale (c'est généralement l'un des deux principaux types de galaxies, la seconde est elliptique). De plus, même les galaxies du même type, comme le Whirlpool et la nôtre, peuvent avoir des différences notables dans leur structure. Pendant longtemps, on a cru que cette galaxie était un analogue beaucoup plus proche de la Voie lactée.
Cette galaxie voisine NGC 1300 est une spirale stellaire avec une barre de plus de 100 000 années-lumière de diamètre.
Certes, des questions se sont posées concernant le nombre de bras dans notre galaxie. Si l'on part des photos prises il y a dix ans par le télescope spatial Spitzer, il s'avère qu'il y en a deux. Et les observations dans la gamme radio de l'hydrogène atomique et du monoxyde de carbone, qui sont concentrés dans les bras spiraux d'autres galaxies, montrent qu'il y a quatre bras.
Récemment, une équipe internationale d'astronomes a tenté de cartographier la Voie lactée de l'intérieur, ce qui pour la première fois nous permettra de construire un modèle précis de sa structure. Cela est devenu possible grâce à l'exécution parallèle de plusieurs grands programmes scientifiques utilisant les radios et télescopes optiques les plus modernes, ainsi que des données accumulées au cours d'observations antérieures.
Les deux principaux problèmes auxquels les astronomes ont été confrontés au cours de ces travaux sont la distance et la poussière. D'une part, la Voie lactée est très grande, la lumière des étoiles de l'autre bout vole vers nous pendant 50 mille ans. Et à de telles distances, il est souvent très difficile de comprendre laquelle des deux étoiles situées à côté de notre ciel est la plus proche de nous et laquelle est la plus éloignée (ce que vous devez savoir pour construire un modèle tridimensionnel précis). Et, comme si cela ne suffisait pas, l'espace interstellaire est rempli d'une grande quantité de poussière, ce qui obscurcit de nombreux objets éloignés (dans le domaine optique) d'un observateur terrestre.
Ils essaient de résoudre ces problèmes à l'aide de radiotélescopes - les ondes radio passent facilement à travers la poussière et permettent d'explorer tout le disque de la galaxie et de faire une carte de sa structure.
Maintenant, deux de ces programmes fonctionnent en parallèle. Le premier - VERA ("Recherche radioastrométrique utilisant des interféromètres radio à base ultra longue") a utilisé quatre radiotélescopes au Japon. La seconde, l'enquête BeSSeL (The Bar And Spiral Structure Legacy), utilise un réseau d'antennes de base extra-long qui se compose de dix télescopes et couvre une grande partie de l'hémisphère occidental, d'Hawaï et de la Nouvelle-Angleterre à Santa-Cruz dans les îles Vierges américaines. . Parce que les télescopes sont espacés presque aussi grand que le diamètre de la Terre, ces réseaux peuvent fournir une résolution angulaire beaucoup plus grande que tout autre télescope fonctionnant à n'importe quelle longueur d'onde.
Les étoiles jeunes et massives seraient des candidats optimaux à des fins de cartographie. Ils ionisent le gaz autour d'eux, le faisant briller en bleu et deviennent ainsi des balises pour suivre le bras en spirale. Pour les raisons exposées ci-dessus, l'observation de ces objets tout au long de la Voie lactée est très difficile. Mais il est possible d'enregistrer l'émission radio des molécules d'eau et d'alcool méthylique situées à proximité immédiate de telles régions de gaz ionisé. C'est ce que font les astronomes. En conséquence, ils ont réussi à mesurer la distance de jusqu'à 200 jeunes étoiles chaudes dans différentes parties de notre galaxie en utilisant la méthode de parallaxe. Les données obtenues couvraient environ un tiers de la Voie lactée et ont permis d'identifier quatre bras dans la structure de la galaxie.
La même carte montre également que le Soleil est situé très près du cinquième objet, appelé le bras local, qui semble être un fragment isolé du bras en spirale (et pas seulement une structure fine dans l'un des bras, comme on le pensait précédemment) .
Sur la base du modèle résultant, ses auteurs ont estimé la distance entre le Soleil et le centre de la Galaxie à 8150 ± 150 parsecs (soit 26,6 mille années-lumière). C'est moins que la valeur de 8,5 mille parsecs recommandée par l'Union astronomique internationale en 2010 . De plus, selon leurs calculs, il s'est avéré que la Voie lactée tourne à une vitesse de 236 km / s et que le Soleil tourne autour du centre de la Voie lactée tous les 212 millions d'années.
De plus, ce modèle a permis de déterminer plus précisément la localisation du système solaire dans la galaxie. Le fait que cette partie soit plate et plutôt mince est connu depuis longtemps. Mais la question de l'emplacement du Soleil par rapport à cet avion reste controversée. Le consensus précédent était qu'il se trouve à 82 années-lumière du centre de ce plan; le nouveau modèle réduit cette distance d'un facteur quatre. Maintenant, il s'avère que le Soleil se trouve presque strictement dans le plan central du disque Galaxy, mais loin de son centre, à une distance des deux tiers de son rayon .
Malgré la quantité de données obtenues, les auteurs de l'étude admettent qu'il y a bien plus de questions que de réponses. Par exemple, comment les bras en spirale apparaissent en général. Ou quel est l'âge exact de la Voie lactée et est-il possible de l'établir du tout (selon la cosmologie moderne, le processus de formation des galaxies était graduel et s'est étiré sur des milliards d'années, les protogalaxies ont fusionné et séparé à nouveau, donc ce n'est pas clairement ce qu'il faut prendre comme point de départ).
Pour ce qui est de l'affinement supplémentaire de la carte 3D de la Voie lactée, la prochaine étape s'ouvrira avec la mise en œuvre de deux nouveaux projets de méga-détection - les systèmes de radiotélescope Square Kilometer Array en Afrique et le Next Generation SuperLarge Antenna Array en Amérique du Nord .
Adapté de Scientific American