Une équipe austro-américaine découvre la plus grande structure gazeuse jamais observée dans notre galaxie

Une structure gazeuse d’une taille inattendue

Des astrophysiciens de l’Université de Vienne autour de l’équipe de João Alves, ainsi que de l’Université de Harvard sont à l’origine de la découverte d’une structure gazeuse qu’ils ont nommé la « vague de Radcliffe », d’après le nom de l’institut où a eu lieu cette découverte. Ces résultats ont fait l’objet d’une publication parue le 7 janvier 2020 dans Nature.

La « Vague de Radcliffe » est constituée de nuages de gaz et poussières. Cette structure assez fine, a la forme d’un filament et est pourvue d’une crête qui lui a valu l’appellation de « vague ». Elle mesure environ 9.000 années-lumière de long et 400 années-lumière de large. Elle est située dans une zone considérée jusqu’à maintenant comme une composante de la «  ceinture de Gould », une région de formation d’étoiles que les scientifiques imaginaient prendre la forme d’un anneau autour du Soleil.

La structure est identifiée comme une « pépinière d’étoiles ». Tel est le nom donné à ces nébuleuses formées de gaz et de poussières au sein desquelles se forment des bulles de gaz comprimées qui deviendront des étoiles.

Une découverte américano-autrichienne exploitant des données européennes

C’est le satellite d’astrométrie Gaia de l’ESA (Agence européenne spatiale) qui a fourni les données permettant cette découverte. Ce satellite, construit par Airbus Defence et Space, a été lancé en 2013 avec comme objectif de mesurer la position, l’éloignement et le mouvement des étoiles de la Voie lactée avec un haut niveau de précision, afin d’en créer une cartographie en 3D.

Le groupe dit Finkbeiner, mené par Douglas Finkbeiner, professeur d’astronomie et de physique à Harvard, a été à l’initiative de techniques statistiques permettant la cartographie 3D des poussières d’étoile à partir de leur couleur. La poursuite de ces travaux par Catherine Zucker (Université d’Harvard), sous la direction d’Alyssa Goodman, avec les données fournies par le satellite Gaia, a permis de mieux appréhender les distances entre les nébuleuses. Elle a notamment travaillé à la modélisation de la Voie lactée pour en offrir une modélisation conforme aux dernières découvertes sur ce sujet. João Alves a par la suite rejoint les groupes Finkbeiner et Goodman à Radcliffe pour l’exploitation des données de Gaia. La collaboration entre ces groupes : Finkbeiner fournissant les outils statistiques, Goodman la visualisation 3D et Alves l’expertise sur la formation des étoiles devait affiner les connaissances sur les caractéristiques des pépinières d’étoiles. La découverte de la « Vague de Radcliffe » constituait pour eux une surprise.

Quelles sont les implications de cette découverte pour l’astronomie ?

L’existence de la Vague de Radcliffe amène, selon les auteurs de la publication parue dans Nature, à repenser notre compréhension de la structuration de la Voie lactée. Sa taille et sa forme, celle d’un filament, et non d’un anneau, interrogent pour deux raisons. D’une part, c’est sa proximité avec la Terre qui étonne, puisque le Soleil n’est situé qu’à 500 années-lumière de la Vague de Radcliffe. La question qui se pose alors est comment cette formation a-t-elle été détectée, et – interrogation corollaire – pourquoi ne l’a-t-elle pas été plus tôt ? Cela tient aux caractéristiques du satellite Gaia, qui offre pour la première fois des données innovantes permettant de mettre en lumière les connections entre les pépinières d’étoiles et de mesurer la masse des nuages de poussières. João Alves explique que cette structure « était sous nos yeux tout le temps, mais nous ne pouvions pas la voir jusqu’à présent ».

D’autre part, c’est l’ondulation de la Vague de Radcliffe, et l’origine de cette forme inattendue, qui sera au centre des travaux de recherche à venir. « Nous ne connaissons pas la cause de cette forme, mais cela pourrait être comme une ondulation dans un étang, dans le cas où quelque chose d’extraordinairement massif aurait atterri dans notre galaxie », explique João Alves. « Ce que nous savons, c’est que notre Soleil interagit avec cette structure ». *

En tout état de cause, cette forme ondulatoire met en doute l’idée qui a prévalu pendant 150 ans en astronomie selon laquelle notre environnement solaire dans la Voie lactée est un anneau en expansion.

Les résultats de ces travaux et la Vague de Radcliffe elle-même peuvent également être consultés en ligne et gratuitement via la plateforme WorldWide Telescope.

*(citation originale en anglais) « We don’t know what causes this shape, but it could be like a ripple in a pond, as if something extraordinarily massive landed in our galaxy. What we do know is that our Sun interacts with this structure. »

Pour en savoir plus :

• Carte interactive de la vague Radcliffe sur le site WorldWide Telescope de la société américaine d’astronomie

Sources :

• « Der Riese in der Milchstraße », Université de Vienne, le 7.01.2020 (en allemand et en anglais)
• « A Galactic-scale gas wave in the solar neighborhood », Nature, le 07.01.2020 (en anglais)
• « Vast ’star nursery’ region found in our galaxy », BBC News, le 07.01.2020 (en anglais)

Rédactrice : Marie Belland, marie.belland[at]diplomatie.gouv.fr - https://at.ambafrance.org/