Depuis des siècles, les astronomes étudient la Voie lactée afin de mieux comprendre sa taille et sa structure. Et tandis que les instruments modernes ont produit des observations inestimables de notre galaxie et d'autres (qui ont permis aux astronomes d'avoir une image générale de ce à quoi elle ressemble), un modèle vraiment précis de notre galaxie a été difficile à atteindre.
Par exemple, une étude récente d'une équipe d'astronomes des Observatoires astronomiques nationaux de l'Académie chinoise des sciences (NAOC) a montré que la structure à grande échelle de la Voie lactée est assez déformée. Sur la base de leurs résultats, il semble que cet effet devienne de plus en plus évident à mesure que l'on s'éloigne du noyau.
L'étude qui détaille leurs résultats a récemment été publiée dans la revue scientifique La nature, intitulée "Une carte 3D intuitive de la précession de la chaîne galactique tracée par les Céphéides classiques." L’étude a été dirigée par Xiaodian Chen du Laboratoire clé de l’OCNA pour l’astronomie optique et comprenait des membres du Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics de l’université de Pékin et de la China West Normal University.
Pour la décomposer, des galaxies comme la Voie lactée sont constituées de minces disques d'étoiles qui gravitent autour d'un renflement central une fois tous les quelques centaines de millions d'années. Dans ce renflement, la force gravitationnelle de centaines de milliards d'étoiles et de matière noire maintient la matière et le gaz de la galaxie ensemble. Cependant, dans les régions extérieures lointaines de la galaxie, les atomes d'hydrogène constituant la majeure partie du disque de gaz ne sont plus confinés à un plan mince.
Comme l'a expliqué le Dr Chen dans un récent communiqué de presse de l'Institut Kavli:
“Il est notoirement difficile de déterminer les distances du Soleil aux parties du disque de gaz externe de la Voie lactée sans avoir une idée claire de ce à quoi ce disque ressemble réellement. Cependant, nous avons récemment publié un nouveau catalogue d'étoiles variables périodiques connues sous le nom de céphéides classiques, pour lesquelles des distances aussi précises que 3 à 5% peuvent être déterminées..”
Les Cephieds classiques sont une sous-classe de Variables Cephied, un type d'étoile qui se caractérise par sa pulsation régulière, variant en diamètre et en température. Cela produit des changements de luminosité prévisibles en termes de période et d'amplitude et les rend très utiles pour mesurer les distances galactiques et cosmiques.
Les céphéides classiques sont un type particulier de jeunes géants jaunes brillants et supergéants qui sont 4 à 20 fois plus massifs que notre Soleil et jusqu'à 100 000 fois plus lumineux. Cela implique qu'ils ont une courte durée de vie qui ne dure parfois que quelques millions d'années avant d'épuiser leur carburant. Ils subissent également des pulsations qui peuvent durer des jours ou même un mois, ce qui les rend très fiables pour mesurer les distances aux autres galaxies.
Comme le Dr Shu Wang, de l'Institut Kavli d'astronomie et d'astrophysique et co-auteur du document, l'a déclaré:
“Une grande partie de notre Voie lactée est cachée par la poussière, ce qui rend difficile la mesure des distances aux étoiles. Heureusement, les observations à de longues longueurs d'onde infrarouges peuvent contourner ce problème.”
Pour les besoins de leur étude, l'équipe a établi un modèle de disque galactique 3D basé sur les positions de 1 339 Cephieds classiques. À partir de cela, ils ont pu fournir des preuves solides que le disque galactique n'est pas aligné avec le centre galactique. En fait, vu de dessus, le disque de la Voie lactée apparaîtrait en forme de S, avec un côté courbé vers le haut et l'autre courbé vers le bas.
Le professeur Richard de Grijs de l'Université Macquarie, co-auteur principal du document:
«À notre grande surprise, nous avons constaté qu'en 3D, nos étoiles Céphéides et le disque de gaz de la Voie lactée se suivent de près. Cela offre de nouvelles perspectives sur la formation de notre galaxie d'origine. Peut-être plus important encore, dans les régions extérieures de la Voie lactée, nous avons constaté que le disque stellaire de type S est déformé selon un motif en spirale progressivement tordu. »
Ces découvertes rappellent ce que les astronomes ont observé d'une douzaine d'autres galaxies, qui montraient des motifs en spirale progressivement tordus. En combinant leurs résultats avec ces observations, les chercheurs ont conclu que le motif en spirale de la Voie lactée est très probablement provoqué par le forçage rotationnel (alias «couples») du disque interne.
Cette dernière étude a fourni une carte mise à jour des mouvements stellaires de notre galaxie, qui éclairerait les origines de la Voie lactée. De plus, cela pourrait également éclairer notre compréhension de la formation des galaxies et de l’évolution du cosmos.
