Les chercheurs ont cartographié les champs magnétiques dans un bras spiral de la Voie lactée, découvrant des variations significatives par rapport aux modèles galactiques précédents. Cette étude révolutionnaire, s’appuyant sur des télescopes avancés et le satellite Gaia, montre que les champs magnétiques galactiques, en particulier dans le bras du Sagittaire, sont plus complexes et influents sur la formation des étoiles qu’on ne le pensait auparavant, offrant ainsi de nouvelles perspectives sur l’évolution des galaxies.
Une équipe d’astronomes, dont ceux de l’Université de Tokyo, a créé la toute première carte des structures du champ magnétique dans un bras spiral de notre planète. voie Lactée galaxie. Des recherches antérieures n’ont fourni qu’un large aperçu des champs magnétiques galactiques. Cependant, cette nouvelle étude révèle que les champs magnétiques à l’intérieur des bras spiraux de la galaxie s’écartent nettement de ce large aperçu, affichant une inclinaison significative par rapport à la moyenne galactique. Ces découvertes indiquent que les champs magnétiques ont une influence considérable sur les régions où se forment les étoiles, ce qui implique leur rôle dans la formation de notre système solaire.
Certains pourraient être surpris d’apprendre que les champs magnétiques peuvent exister à des échelles plus grandes que celles d’une planète. La plupart de notre expérience quotidienne avec les champs magnétiques consiste soit à coller des objets sur notre réfrigérateur, soit à utiliser une boussole pour pointer vers le nord. Cette dernière montre l’existence de champs magnétiques générés par notre planète. Notre soleil crée également un vaste champ magnétique, ce qui peut affecter des phénomènes tels que les éruptions solaires. Mais les champs magnétiques qui s’étendent à travers la galaxie sont presque trop grands pour être compris, et pourtant ils jouent probablement un rôle dans la formation des étoiles et des planètes.
Nouvelles connaissances sur la structure magnétique de la Voie lactée
« Jusqu’à présent, toutes les observations de champs magnétiques au sein de la Voie Lactée ont conduit à un modèle très limité, uniforme partout et correspondant largement à la forme du disque de la galaxie elle-même », a déclaré le professeur adjoint Yasuo Doi du Département des sciences de la Terre et d’astronomie. « Grâce en partie aux installations de télescopes de l’Université d’Hiroshima capables de mesurer la lumière polarisée pour nous aider à déterminer les signatures magnétiques, et au satellite Gaia lancé par le Agence spatiale européenne En 2013, spécialisé dans la mesure des distances aux étoiles, nous sommes parvenus à construire un meilleur modèle avec des détails plus fins en trois dimensions. Nous nous sommes concentrés sur une zone spécifique, le bras Sagittaire de notre galaxie spirale (nous sommes dans le bras voisin d’Orion), et avons constaté que le champ magnétique dominant s’y éloigne considérablement du plan de la galaxie.
Les lignes blanches superposées sur cette image du bras Sagittaire de la Voie Lactée montrent la polarisation, ou l’orientation, de la lumière. Cela est en corrélation avec l’orientation des lignes de champ magnétique local. Combinées, ces informations permettent de construire une carte détaillée du champ magnétique dans ce bras de la galaxie. Crédit : 2023 Doi et al.
Repenser les modèles de champ magnétique galactique
Les modèles et observations précédents ne pouvaient qu’imaginer un champ magnétique lisse et largement homogène dans notre galaxie ; alors que les nouvelles données montrent que bien que les lignes de champ magnétique dans les bras spiraux s’alignent à peu près avec la galaxie dans son ensemble, à petite échelle, les lignes sont en réalité réparties sur une plage de distances en raison de divers phénomènes astrophysiques tels que les supernovae et les vents stellaires.
Les champs magnétiques galactiques sont également incroyablement faibles, environ 100 000 fois plus faibles que le champ magnétique terrestre. Malgré cela, sur de longues périodes, les gaz et les poussières dans l’espace interstellaire sont accélérés par ces champs, ce qui explique la présence de certaines pépinières stellaires – des régions de formation d’étoiles – qui ne peuvent être expliquées par la seule gravité. Cette découverte implique qu’une cartographie plus approfondie des champs magnétiques au sein de notre galaxie pourrait aider à mieux expliquer la nature et l’évolution de la Voie lactée et d’autres galaxies également.
Recherches futures et implications
« Je suis personnellement intrigué par le processus fondamental de formation des étoiles, essentiel à la création de la vie, y compris de nous-mêmes, et j’ai pour objectif de comprendre ce phénomène dans son intégralité avec le temps », a déclaré Doi. «Nous visons à approfondir nos observations et à construire de meilleurs modèles de structures de champ magnétique galactique. Cet effort vise à fournir des informations observationnelles sur l’accumulation de gaz alimentant la formation active d’étoiles au sein de notre galaxie et son développement historique.
Cette recherche a été financée par les subventions JSPS KAKENHI 25247016, 18H01250, 18H03720, 20K03276 et 20K04013. M. Tahani est soutenu par la bourse Banting (Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada) hébergée à l’Université de Stanford et par la bourse de l’Institut Kavli d’astrophysique et de cosmologie des particules (KIPAC). CVR remercie le Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico brésilien – CNPq (Proc : 310930/2021-9). Les travaux d’AMM et la polarimétrie optique/NIR à l’IAG ont été soutenus au fil des années par plusieurs subventions de l’agence de financement de l’État de São Paulo FAPESP, notamment 01/12589-1 et 10/19694-4. AMM a également été partiellement soutenue par l’agence brésilienne CNPq (subvention 310506/2015-8).
