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Bien que les astrophysiciens l’étudient depuis des décennies, la Voie lactée recèle encore de très nombreux mystères. Il existe notamment actuellement deux questions en suspend : pour quelles raisons le trou noir supermassif central Sgr A* est-il si calme par rapport aux trous noirs supermassifs d’autres galaxies spirales ? Et pourquoi le taux de formation d’étoiles au centre de notre galaxie est-il si faible comparé aux prédictions théoriques ? À l’aide du télescope SOFIA, une équipe d’astrophysiciens a peut-être trouvé une réponse à ces deux questions. En effet, le coupable serait le puissant champ magnétique régnant au cœur de la Voie lactée.

Les observations de l’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge (SOFIA) indiquent que le champ magnétique près du noyau de notre galaxie est suffisamment fort pour déplacer le matériau constituant le disque d’accrétion du trou noir central, même en présence des énormes forces gravitationnelles de ce dernier.

L’étude, présentée lors de la 236e réunion de l’American Astronomical Society, pourrait aider à répondre aux mystères de longue date à propos du calme que montre notre trou noir par rapport à ses homologues, et pourquoi la formation de nouvelles étoiles dans le cœur de notre galaxie est plus faible que prévu. En utilisant son nouvel instrument infrarouge pour étudier les grains de poussière célestes, qui s’alignent perpendiculairement aux lignes de champ magnétique, SOFIA a pu produire des cartes détaillées de notre centre galactique, montrant le comportement de ces champs magnétiques autrement invisibles autour du trou noir.

« Il y a encore des aspects du trou noir de notre galaxie que nous ne pouvons pas expliquer avec la gravité seule. Les champs magnétiques peuvent aider à résoudre ces mystères », déclare Joan Schmelz, directrice de l’Universities Space Research Association et conseillère scientifique principale de SOFIA.

Un champ magnétique privant Sgr A* de matière et inhibant la formation d’étoiles

Les auteurs se sont souvent appuyés sur la gravité pour expliquer leurs résultats, car la mesure des champs magnétiques célestes est extrêmement difficile. Mais les données de SOFIA obligent désormais les astrophysiciens à réfléchir à leur rôle. Nous savons que les champs magnétiques de la magnétosphère terrestre nous protègent des particules de haute énergie provenant du Soleil. Ils contrôlent également le plasma de l’atmosphère solaire, appelé la couronne, où ils créent des boucles spectaculaires et des éruptions puissantes. SOFIA a découvert que le champ magnétique près du centre galactique peut être suffisamment fort pour contrôler la matière d’une manière similaire à la couronne solaire.

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champ magnetique sgra

Image composite du centre galactique de la Voie lactée Sgr A*. SOFIA a montré que les lignes de champ magnétique galactique (visibles ici sur l’image) sont suffisamment puissantes pour détourner la matière loin du trou noir supermassif malgré sa phénoménale force d’attraction gravitationnelle. Crédits : NASA/SOFIA/L. Proudfit, ESA /Herschel

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre le rôle des champs magnétiques au centre de notre galaxie et comment ces forces fortes s’intègrent à la gravité. Cependant, ces résultats préliminaires peuvent améliorer notre compréhension d’au moins deux questions fondamentales de longue date sur la formation des étoiles et l’activité des trous noirs dans notre région centrale galactique.

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Même s’il y a beaucoup de matière première pour former des étoiles, le taux de formation d’étoiles est nettement inférieur à celui attendu. De plus, notre trou noir est relativement calme par rapport à ceux situés au centre de nombreuses autres galaxies. Le puissant champ magnétique pourrait expliquer les deux : il pourrait empêcher le trou noir d’absorber la matière dont il a besoin pour former des jets et supprimer également la naissance des étoiles.

SOFIA : un instrument de choix pour étudier les champs magnétiques galactiques

L’étude des champs magnétiques aux confins de la galaxie et au-delà nécessite des observations à distance par des télescopes comme SOFIA.  Pour ce résultat, SOFIA a utilisé la caméra Airborne Wideband Wide-Camera haute résolution, HAWC +, qui a été construit au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, pour étudier les champs magnétiques.

« Les données fournissent le regard le plus détaillé à ce jour sur les champs magnétiques entourant le trou noir central de notre galaxie. L’instrument HAWC + a amélioré la résolution d’un facteur 10 et augmenté la sensibilité, ce qui représente un pas en avant révolutionnaire », conclut David Chuss, de l’Université Villanova en Pennsylvanie.

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