Un groupe d’astronomes a repéré un gigantesque nuage moléculaire s’étendant sur 200 années-lumière, jusqu’ici non répertorié, dans une région peu explorée de la Voie lactée. Baptisé « nuage du Point médian », il abrite des zones chaotiques, comprenant plusieurs sites potentiels de formation d’étoiles, ainsi que des couloirs de gaz et de poussière denses susceptibles d’alimenter le cœur de notre galaxie.
Les récentes avancées en matière d’observation spatiale ont profondément renouvelé notre compréhension des barres des galaxies spirales. Des observations en haute résolution ont ainsi révélé la présence de bandes de poussière denses pouvant parfois occulter le rayonnement stellaire. Ces structures jouent un rôle essentiel dans le transport de la matière du disque vers le centre des galaxies, où elle s’accumulerait en amas denses en forme d’anneau, propices à la formation d’étoiles.
Le rôle précis de ces bandes dans les processus de formation stellaire demeure cependant débattu. D’un côté, certaines études estiment que la formation d’étoiles au sein des barres galactiques serait improbable, en raison des intenses forces de cisaillement qui caractérisent ces régions. D’un autre côté, d’autres travaux soutiennent qu’elle pourrait se produire au niveau des bords des barres, où les conditions dynamiques favoriseraient la formation de filaments denses, eux-mêmes sujets à des turbulences propices à la fragmentation de la matière en nuages potentiellement protostellaires.
« La formation d’étoiles dans les barres galactiques reste un véritable casse-tête. Les puissantes forces en jeu dans ces régions peuvent en réalité inhiber la formation stellaire », explique Larry Morgan, chercheur à l’Observatoire de Green Bank, dans un entretien accordé à LiveScience. « Cependant, les bords d’attaque de ces barres, comme là où se trouve le Point médian, peuvent accumuler du gaz dense et déclencher la formation de nouvelles étoiles », poursuit-il.
Dans une étude récemment publiée dans The Astrophysical Journal, Morgan et ses collègues viennent conforter cette hypothèse. Ils y annoncent la découverte de plusieurs sites potentiels de formation stellaire au sein du nuage du Point médian, situé dans une région peu explorée de la barre centrale de la Voie lactée. « Nous présentons ici la détection d’un nuage moléculaire géant (GMC) jusqu’alors inconnu, localisé au cœur des bandes de poussière de la barre galactique, à l’aide d’observations de raies spectrales réalisées avec le télescope Green Bank », écrivent-ils dans leur article.
Des sites potentiels de formation d’étoiles ?
La présence d’une barre centrale dans la Voie lactée est aujourd’hui bien établie, ce qui suggère qu’elle recèle également des bandes de poussière analogues à celles observées dans d’autres galaxies barrées. Toutefois, la position de la Terre dans la galaxie complique l’identification directe de ces structures. C’est grâce à des observations spectrales effectuées avec le télescope de Green Bank que le GMC du Point médian, dont le diamètre approche les 200 années-lumière, a pu être mis en évidence.
« Personne n’avait la moindre idée de l’existence de ce nuage jusqu’à ce que nous scrutions cette portion du ciel et découvrions un gaz d’une densité inattendue », explique Natalie Butterfield, scientifique à l’Observatoire national de radioastronomie et principale autrice de l’étude. « Les mesures de sa taille, de sa masse et de sa densité nous ont permis de confirmer qu’il s’agissait bien d’un nuage moléculaire géant », précise-t-elle.
À l’analyse, les chercheurs ont constaté que de fortes turbulences — comparables à celles qui se produisent dans le centre de la Voie lactée — s’y produisent. Ces mouvements pourraient résulter de l’écoulement de la matière le long des bandes de poussière galactiques, ou de collisions entre le nuage du Point médian et d’autres GMC voisins.
Le GMC renfermerait également plusieurs amas de matière dense, susceptibles de s’effondrer gravitationnellement pour engendrer de nouvelles étoiles. « Les traceurs de gaz observés révèlent des noyaux centralement condensés, correspondant à des zones de forte densité en poussière et de température particulièrement basse », écrivent les auteurs.
L’un d’eux, nommé Knot E, semble en cours d’érosion sous l’effet du rayonnement émis par des étoiles proches – un phénomène caractéristique des globules de gaz évaporés flottants (frEGG, pour free-floating evaporating gas globules). Par ailleurs, les chercheurs ont identifié une source intense de rayonnement micro-onde, qualifiée de « maser », susceptible de constituer une autre signature indirecte de formation stellaire en cours. Aucune preuve directe de naissance d’étoiles n’a toutefois pu être observée à ce stade. Les chercheurs soulignent néanmoins la présence d’une structure en forme de coquille, vraisemblablement modelée par une explosion de supernova passée.
Un site de transition de la matière vers le centre galactique
Selon les auteurs, le nuage du Point médian, ainsi que les bandes de matière qui l’entourent, pourraient contribuer à mieux comprendre les mécanismes par lesquels la matière migre du disque galactique vers son centre. « Ces bandes de poussière agissent comme des rivières cachées de gaz et de poussière, acheminant la matière vers le cœur de notre galaxie », explique Natalie Butterfield. « Le nuage du Point médian représente un point de passage où la matière issue du disque entre dans l’environnement plus extrême du centre galactique. Il offre ainsi une opportunité unique d’étudier les conditions initiales du gaz avant qu’il ne soit aspiré vers le noyau de la Voie lactée. »
Ce flux de matière contribuerait en retour à alimenter les nuages protostellaires en orbite autour du centre galactique. Des structures analogues ont déjà été observées dans d’autres galaxies spirales à barre. Des recherches plus approfondies seront toutefois nécessaires pour valider ces hypothèses et éclairer les mécanismes précis de formation stellaire dans ces zones complexes.
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