Des astronomes suggèrent que notre système solaire pourrait être entouré de ce qu’ils décrivent comme un « tunnel magnétique », visible dans les ondes radio. D’autres structures magnétiques mystérieuses dans la galaxie, qui intriguent les astronomes depuis des décennies, pourraient enfin avoir une explication. L’« éperon polaire nord » (North Polar Spur) et la « région de l’éventail », situés de part et d’autre de la Voie lactée, pourraient être reliés par un vaste système de filaments magnétiques. Ceux-ci formeraient une structure de 1000 années-lumière, ressemblant à un tunnel, autour du Système solaire et de nombreuses étoiles proches.
« Si nous levions les yeux au ciel, nous verrions cette structure en forme de tunnel dans à peu près toutes les directions où nous regardons – c’est-à-dire, si nous avions des yeux capables de voir le rayonnement radio », a déclaré dans un communiqué l’astronome Jennifer West de l’Université de Toronto au Canada, à l’origine de la découverte. Les détails de l’étude paraîtront bientôt dans The Astrophysical Journal et sont disponibles sur le serveur de préimpression arXiv.
Ces deux structures magnétiques sont connues depuis les années 1960, mais leur nature était jusqu’ici difficile à comprendre, notamment car déterminer la distance exacte à laquelle elles se trouvent est une tâche très complexe — les distances estimées varient entre des centaines et des milliers d’années-lumière.
Deux structures magnétiques gigantesques reliées entre elles
Jusqu’ici, aucune analyse n’avait jamais établi de lien entre les deux structures. West et ses collègues ont pu montrer que les deux régions, ainsi que les boucles radio proéminentes dans l’espace qui les sépare, pouvaient être reliées, ce qui a permis de résoudre plusieurs énigmes les concernant.
« Il y a quelques années, l’un de nos co-auteurs, Tom Landecker, m’a parlé d’un article de 1965, datant des débuts de la radioastronomie. Sur la base des données brutes disponibles à l’époque, les auteurs (Mathewson & Milne) ont émis l’hypothèse que ces signaux radio polarisés pourraient provenir de notre vision du bras local de la galaxie, depuis l’intérieur de celle-ci », explique West.
« Cet article m’a incité à développer cette idée et à lier mon modèle aux données nettement meilleures que nous fournissent aujourd’hui nos télescopes », ajoute-t-elle. À l’aide de modélisations et de simulations, les chercheurs ont imaginé à quoi ressemblerait le « ciel radio », si les deux structures étaient reliées par des filaments magnétiques, en jouant sur des paramètres tels que la distance pour déterminer la meilleure correspondance.
L’équipe a ainsi pu déterminer que la distance la plus probable entre les structures et le Système solaire est d’environ 350 années-lumière, ce qui correspond à certaines des estimations les plus proches. Cela inclut une estimation de la distance de l’éperon polaire nord plus tôt cette année, basée sur les données de Gaia, qui a révélé que la quasi-totalité de l’éperon se trouve à moins de 500 années-lumière. La longueur totale du tunnel modélisé par West et son équipe est d’environ 1000 années-lumière.
Ce modèle est en accord avec un large éventail de propriétés observationnelles de l’éperon polaire nord et de la région de l’éventail, notamment la forme, la polarisation du rayonnement électromagnétique et la luminosité.
« C’est un travail extrêmement intelligent », a déclaré l’astronome Bryan Gaensler de l’Université de Toronto. « Lorsque Jennifer m’a présenté cette idée pour la première fois, j’ai pensé qu’elle était trop ‘extravagante’ pour être une explication possible. Mais elle a finalement réussi à me convaincre ! Maintenant, je suis impatient de voir comment le reste de la communauté des astronomes va réagir ».
Comprendre la formation et l’évolution des champs magnétiques galactiques
Les chercheurs admettent que d’autres travaux sont nécessaires pour confirmer les résultats et modéliser la structure plus en détail. Mais cette première proposition pourrait aider à résoudre un mystère de taille et de longue date, celui de la formation et de l’évolution des champs magnétiques dans les galaxies, ainsi que la façon dont ces champs sont maintenus. Selon les chercheurs, cela pourrait également fournir un contexte pour la compréhension d’autres structures magnétiques filamentaires trouvées autour de la galaxie.
L’équipe prévoit d’effectuer une modélisation plus complexe, mais, selon eux, des observations plus sensibles et à plus haute résolution permettraient de révéler des détails cachés qui montrent comment la structure s’intègre dans le contexte galactique plus large.
« Les champs magnétiques n’existent pas de manière isolée. Ils doivent tous être connectés les uns aux autres. La prochaine étape consiste donc à mieux comprendre comment ce champ magnétique local se connecte à la fois au champ magnétique galactique à plus grande échelle et aux champs magnétiques à plus petite échelle de notre soleil et de la Terre », a déclaré West. « Je pense que c’est tout simplement génial d’imaginer que ces structures sont partout, chaque fois que nous regardons dans le ciel nocturne ».
Ce modèle de « tunnel magnétique » apporte également de nouvelles idées à la communauté scientifique. « Ces structures très proches fournissent également un contexte pour aider à comprendre les structures filamentaires non thermiques similaires qui sont de plus en plus observées avec les radiotélescopes modernes », concluent les chercheurs dans l’étude.
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