Une nouvelle structure colossale découverte dans la Voie lactée

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| NASA/JPL/R. Hurt

Même si les astrophysiciens étudient la Voie lactée depuis des décennies, notre position particulière à l’intérieur de celle-ci et nos moyens d’observations ne permettent pas de détecter tous les objets qui s’y trouvent et, lorsque c’est le cas, les scientifiques rencontrent souvent des difficultés. Cependant, même dans ces conditions, il est étrange que les instruments n’aient jamais détecté Cattail (la Queue de Chat), une structure galactique colossale s’étendant sur plus de 3500 années-lumière, récemment découverte par des astrophysiciens chinois.

La structure nouvellement découverte nommée Cattail est une véritable étrangeté astronomique. C’est une longue boucle de gaz, si grande que les astronomes ne savent pas si elle pourrait ou non faire partie d’un bras spiral galactique que nous n’avions jamais remarqué jusqu’à présent.

Même si ce n’est pas le signe d’un bras spiral non cartographié, Cattail est peut-être le plus grand filament de gaz de notre galaxie découvert à ce jour. Il a été décrit dans un article accepté par The Astrophysical Journal Letters, disponible sur le serveur de préimpression arXiv.

Une nouvelle structure révélée par l’observation des nuages d’hydrogène

La structure « semble être à ce jour le filament géant le plus éloigné et le plus grand de la galaxie. La question de savoir comment un filament aussi énorme est produit à cet emplacement galactique extrême reste ouverte. Alternativement, Cattail pourrait faire partie d’un nouveau bras… bien qu’il soit surprenant que la structure ne suive pas complètement la déformation du disque galactique », écrivent les auteurs de l’Université de Nanjing en Chine.

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Il y a plusieurs raisons pour lesquelles il est difficile de cartographier la Voie lactée en trois dimensions. L’une d’elles est qu’il est très difficile de calculer les distances aux objets cosmiques. Une autre est qu’il y a beaucoup d’objets, il peut donc être difficile de savoir si quelque chose est un regroupement important ou simplement une collection aléatoire répartie le long d’une ligne de mire. Pour démêler tout cela, une équipe dirigée par l’astronome de l’Université de Nanjing, Chong Li, a utilisé l’énorme radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST) pour rechercher des nuages ​​d’hydrogène atomique neutre (HI).

cartographie nuage HI localisation cattail
Cartographie des nuages atomiques d’hydrogène neutre HI, indiquant la localisation de Cattail. © Chong Li et al. 2021

De tels nuages ​​se trouvent généralement dans les bras spiraux de galaxies comme la nôtre ; en étudiant les différences subtiles de la lumière de l’hydrogène, il est possible de cartographier le nombre et la disposition des bras de la Voie lactée de l’intérieur.

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En août 2019, les scientifiques ont utilisé FAST pour rechercher des émissions radio HI, et les données ont révélé ce qui semblait être une grande structure. Lorsqu’ils ont calculé à quelle vitesse la structure se déplaçait, ils ont eu une surprise : sa vitesse était cohérente avec une distance d’environ 71 750 années-lumière du centre galactique — les régions extérieures de la galaxie.

Une structure colossale qui intrigue

Cette distance — plus éloignée que tous les bras spiraux connus dans cette région de la galaxie — signifierait que la structure est absolument énorme, avec une taille d’environ 3590 années-lumière de long et 675 années-lumière de large, sur la base des données de FAST. Mais ensuite, lorsque les chercheurs ont combiné leurs résultats avec les données l’observation HI4PI de HI, ils ont découvert qu’elle pourrait être encore plus grande — jusqu’à environ 16 300 années-lumière de long. Cela la rendrait encore plus colossale que la structure gazeuse connue sous le nom de ceinture de Gould, qui a récemment été estimée longue de 9000 années-lumière.

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La découverte soulève des questions intéressantes. La plupart des filaments de gaz se produisent beaucoup plus près du centre galactique et sont associés à des bras spiraux. S’il s’agit d’un filament, on ne sait pas comment il a pu se former et rester au-delà des bras spiraux connus de la Voie lactée. En revanche, si c’est un bras spiral, c’est aussi particulier. Le disque galactique de la Voie lactée est bancal et déformé à la suite d’une rencontre avec une autre galaxie, il y a longtemps. Pourtant, la forme du Cattail n’est pas entièrement conforme à cette déformation.

Sources : arXiv

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