L'Eso révèle le vrai visage du cœur de notre galaxie

Deux groupes d'astronomes ont utilisé les télescopes de l'Eso pour percer comme jamais le voile de poussières des nuages dérobant à notre regard la structure du bulbe central de la Voie lactée. En mesurant les vitesses de centaines d'étoiles et en connaissant mieux les positions d'autres, ils ont dressé la carte 3D la plus précise à ce jour du bulbe de notre galaxie. Il serait bien en forme de cacahuète…


Cette vue d'artiste montre à quoi la Voie lactée ressemblerait si nous l'observions depuis le dessus et sous un angle différent de celui que nous avons depuis la Terre. Le bulbe central apparaît sous la forme d'une cacahuète constituée d'étoiles rougeoyantes, et les bras spiraux ainsi que les nuages de poussières associés constitueraient une bande étroite. © M. Kornmesser et R. Hurt, Eso, Nasa, JPL-Caltech

Cela fait des millénaires que l’Homme s’interroge sur la nature et la structure de la Voie lactée. Pour Aristote, il s’agissait d’une sorte de phénomène météorologique. Mais Démocrite et Anaxagore la pensaient déjà comme un rassemblement d’étoiles trop peu lumineuses pour être distinguées à l’œil nu. C’est finalement Galilée qui va véritablement faire démarrer l’étude scientifique de notre galaxie en pointant vers la Voie lactée sa lunette, confirmant par ses observations les conceptions de Démocrite et Anaxagore.

Le XXe siècle établira de façon solide la forme en disque de notre galaxie ainsi que la position qu’y occupe le Soleil, grâce à l’astrophysicien Harlow Shapley et son analyse des amas globulaires. Enfin, la structure spirale de la Voie lactée a commencé à être étudiée en utilisant la fameuse raie à 21 cm de l’hydrogène. Bien entendu, les observations de Hubble attestant de l’existence d’autres galaxies sous forme d’univers-îles (comme le disait déjà Kant au XIXe siècle), aidèrent et aident encore à comprendre la Voie lactée.



Nouvel avatar de la quête de la forme de notre galaxie au XXIe siècle, deux groupes d’astronomes de l’Eso ont annoncé avoir établi la carte tridimensionnelle la plus précise à ce jour des régions centrales de la Voie lactée. Plus précisément, cette carte concerne le bulbe galactique, qui s'étend sur plusieurs milliers d'années-lumière, et dont on sait qu’il contient un trou noir supermassif.

Le bulbe de la galaxie contient environ 10.000 millions d'étoiles, mais il est difficile à étudier : bien qu'il soit situé à environ 27.000 années-lumière du Soleil, de vastes nuages riches en poussières s’interposent entre un observateur terrestre et lui. Il faut donc avoir recours à des moyens d’observation dans l’infrarouge pour en percer les mystères. Plusieurs télescopes de l’Eso, dont Vista, ont récemment été mis à contribution dans ce but.

Comme l’expliquent les chercheurs dans deux publications sur arxiv, diverses observations de positions d'étoiles, combinées aux mesures des vitesses de centaines d'étoiles très peu brillantes situées dans le bulbe central, ont permis de faire d’importants progrès. On sait désormais que le bulbe central n’est pas complètement sphéroïdal, mais qu’il possède une structure en forme de cacahuète.

Ortwin Gerhard, coauteur du premier article et qui travaille à l'Institut Max Planck de Garching en Allemagne dédié à la physique extraterrestre (MPE), commente la découverte en ces termes : « Il est apparu que la région centrale de notre galaxie a une forme de cacahuète enveloppée dans sa coque, vue de côté, et celle d'une barre très allongée quand on la regarde de dessus. C'est la première fois que nous pouvons voir cela dans la Voie lactée, et les simulations de notre groupe (mais aussi d'autres équipes) montrent que cette forme est caractéristique des galaxies barrées qui se sont développées à partir d'un pur disque d'étoiles. »

En fait, tout ceci n’était pas vraiment une surprise pour les astronomes, car des structures similaires en forme de cacahuète ont déjà été observées à l'intérieur des bulbes d'autres galaxies. En outre, leur formation émerge naturellement des simulations informatiques qui montrent que cette silhouette de cacahuète résulte de la configuration des étoiles en orbites qui forment une structure en forme de X.