Nous nous rapprochons de la résolution de l’étrange mystère que représentent les centaines d’énormes filaments qui se balancent au cœur de la Voie lactée.

Pour la première fois, ces longs filaments galactiques magnétisés qui brillent dans les ondes radio ont été observés émergeant d’autres galaxies. Non seulement ils ne sont plus propres à la Voie lactée, mais la diversité des environnements dans lesquels on les trouve permet aux scientifiques de mieux cerner les mécanismes qui les créent.

Image d’entête, à partir de l’étude :  une image MeerKAT de la radiogalaxie lumineuse ESO 137-006 dans l’amas de galaxies Norma. Sous la structure, entre les deux lobes, des lignes grises sont une partie du filament Bent Harp montrant de multiples filaments parallèles. Le plus long filament droit agit comme un pont reliant les deux lobes radio. (F. Yusef-Zadeh et col./ The Astrophysical Journal Letters)

L’astrophysicien Farhad Yusuf-Zadeh, de l’université Northwestern aux États-Unis, a découvert les filaments de la Voie lactée dans les années 1980 et n’a cessé depuis de s’interroger à leur sujet.

Selon Yusuf-Zadeh, il y a deux explications possibles. La première est une interaction entre les vents galactiques et les grands nuages, la seconde est une turbulence au sein de faibles champs magnétiques attisés par le mouvement des galaxies.

Toujours selon Yusuf-Zadeh :

Nous en savons beaucoup sur les filaments de notre propre centre galactique, et maintenant les filaments des galaxies extérieures commencent à apparaître comme une nouvelle population de filaments extragalactiques.

Les mécanismes physiques sous-jacents de ces deux populations de filaments sont similaires malgré des environnements très différents. Les objets font partie de la même famille, mais les filaments situés en dehors de la Voie lactée sont des cousins plus anciens et éloignés, et je veux dire des cousins très éloignés (dans le temps et l’espace).

Environ 1 000 de ces filaments, mesurant jusqu’à 150 années-lumière de long et suspendus dans des arrangements étrangement soignés et ordonnés comme des cordes de harpe, ont été découverts dans la Voie lactée à ce jour, tout récemment grâce au radiotélescope MeerKAT en Afrique du Sud.

A partir de l’étude : Images radio en gros plan de filaments magnétiques. Le filament à l’extrême gauche provient d’une galaxie extérieure. Avec une longueur de 100 kiloparsecs, il domine les trois autres filaments de la Voie lactée, qui mesurent 28 parsecs, 12 parsecs et 6 parsecs. (F. Yusef-Zadeh et col./ The Astrophysical Journal Letters)

Les observations sensibles du centre galactique réalisées par le télescope, qui ont permis de traverser l’épaisse couche de poussière et de gaz qui masque une grande partie de son contenu, ont aussi permis de multiplier par dix le nombre de filaments connus jusqu’alors. Ces observations radio ont également révélé que les filaments contiennent des électrons de rayons cosmiques qui tournent dans des champs magnétiques à une vitesse proche de celle de la lumière, et que les champs magnétiques sont amplifiés sur toute la longueur de tous les filaments.

Sans plus d’informations, il n’était pas facile de comprendre pourquoi ils étaient là, tranquillement installés dans le centre galactique. La découverte d’autres filaments, dans quatre amas de galaxies différents situés à une distance comprise entre 163 millions et 652 millions d’années-lumière, constitue une avancée considérable.

Selon Yusuf-Zadeh :

Après avoir étudié les filaments de notre propre centre galactique pendant toutes ces années, j’étais extrêmement enthousiaste à l’idée de voir ces structures extrêmement belles. Parce que nous avons trouvé ces filaments ailleurs dans l’Univers, cela laisse entendre que quelque chose d’universel est en train de se produire.

Les filaments nouvellement découverts en dehors de la Voie lactée sont différents des structures filiformes de notre galaxie à plusieurs égards assez importants. Ils sont associés aux jets et aux lobes des radiogalaxies, d’énormes structures qui jaillissent du centre galactique et s’étendent sur de vastes distances de part et d’autre du plan galactique. Les filaments qui s’étendent à partir de ces jets et lobes sont également beaucoup plus grands que les structures observées au centre de la Voie lactée, entre 100 et 1 000 fois plus grand.

Yusuf-Zadeh précise :

Certains d’entre eux ont une longueur étonnante, jusqu’à 200 kiloparsecs. C’est environ quatre ou cinq fois plus grand que la taille de l’ensemble de notre Voie lactée. Ce qui est remarquable, c’est que leurs électrons restent ensemble sur une si longue échelle. Si un électron voyageait à la vitesse de la lumière sur toute la longueur du filament, il lui faudrait 700 000 ans. Et ils ne voyagent pas à la vitesse de la lumière.

Ils sont aussi plus vieux, et leurs champs magnétiques sont plus faibles. Et, bien sûr, ils s’étendent dans l’espace intergalactique, souvent à angle droit avec les jets. Les filaments de la Voie lactée semblent être centrés sur le disque galactique.

D’un autre côté, les similitudes sont fortes. Les filaments galactiques et extragalactiques ont le même rapport longueur/largeur, et le mécanisme de transport des rayons cosmiques est le même. Si le même mécanisme produit tous les filaments, il doit s’agir de quelque chose qui fonctionne à différentes échelles.

Les vents pourraient être l’un de ces mécanismes. Les trous noirs supermassifs en activité et la formation effrénée d’étoiles peuvent générer des vents galactiques qui se propagent dans l’espace intergalactique. Ces vents pourraient pousser les nuages ténus de gaz et de poussières qui dérivent dans l’espace interstellaire et intergalactique, poussant la matière pour créer des structures filamenteuses.

Les simulations ont suggéré une autre possibilité : la turbulence dans le milieu, générée par les perturbations gravitationnelles. Cette turbulence peut créer des tourbillons dans le milieu intergalactique, autour desquels des champs magnétiques faibles s’accrochent, se plient et finalement s’étirent en filaments avec des champs magnétiques forts.

Ce n’est pas encore une réponse définitive. Nous ne savons même pas avec certitude si le même mécanisme est responsable des deux types de filaments ou si des phénomènes très différents créent des structures qui se ressemblent étrangement.

Pour Yusuf-Zadeh :

Tous ces filaments en dehors de notre galaxie sont très anciens. Ils sont presque d’une autre époque de notre Univers et signalent pourtant aux habitants de la Voie lactée qu’une origine commune existe pour la formation des filaments. Je pense que c’est remarquable.

L’étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters : Populations of Magnetized Filaments in the Intracluster Medium and the Galactic Center et présentée sur le site de l’université Northwestern : The Milky Way’s mysterious filaments have ‘older, distant cousins’.

Il n’y a aucune publicité sur GuruMeditation et le Guru ne compte que sur la reconnaissance de ses lecteurs/ lectrices. 

Merci pour votre aide !