Une équipe du département de physique et d'astronomie de l'Université du Kentucky a observé des preuves d'impacts anciens qui auraient façonné et structuré notre galaxie de la Voie lactée.

Déborah Ferguson, un diplômé britannique de 2016, est l'auteur principal d'un article publié cette semaine dans le Journal d'astrophysique ( ApJ ). Ferguson a mené la recherche en tant qu'étudiant de premier cycle avec les co-auteurs Susan Gardner, professeur de physique et d'astronomie au UK College of Arts and Sciences, et Brian Yanny, membre du personnel scientifique et astrophysicien du Fermilab Center for Particle Astrophysics.

Leur papier, "Tomographie de la Voie Lactée avec les étoiles naines K et M :la structure verticale du disque galactique, " présente des preuves d'observation d'ondulations asymétriques dans le disque stellaire de notre galaxie, qui avait longtemps été pensé pour être lisse. En utilisant les observations du télescope Sloan Digital Sky Survey (SDSS) au Nouveau-Mexique, Ferguson, Gardner et Yanny ont analysé la distribution spatiale de 3,6 millions d'étoiles et ont trouvé des ondulations qui confirment les travaux antérieurs des co-auteurs principaux. Ces résultats peuvent être interprétés comme une preuve des impacts anciens de la Voie lactée, ce qui pourrait inclure un impact avec la galaxie naine massive du Sagittaire il y a environ 0,85 milliard d'années.

« On pense que ces impacts ont été les « architectes » de la barre centrale et des bras spiraux de la Voie lactée, " Gardner a dit. " Tout comme les ondulations à la surface d'un lac lisse suggèrent le passage d'un hors-bord lointain, nous recherchons des écarts par rapport aux symétries auxquelles nous nous attendrions dans les distributions des étoiles pour trouver des preuves d'impacts anciens. Nous avons trouvé de nombreuses preuves de la rupture de toutes ces symétries et plaidons ainsi en faveur du rôle des impacts anciens dans la formation de la structure de notre Voie lactée."

Ce nouvel article poursuit les études antérieures de Gardner avec Yanny et d'autres sur la rupture de la symétrie nord/sud dans le disque stellaire de la Voie lactée. Leurs travaux antérieurs ont révélé une asymétrie qui apparaît comme une « ondulation » verticale dans le nombre d'étoiles lorsqu'on échantillonne à une distance verticale du centre du disque galactique. Dans le nouveau journal, l'équipe a analysé le plus grand échantillon à ce jour, et ont confirmé leur interprétation antérieure de l'asymétrie nord/sud et ont également trouvé des preuves d'une rupture de symétrie dans le plan du disque galactique.

"Avoir accès à des millions d'étoiles du SDSS nous a permis d'étudier la structure galactique d'une toute nouvelle manière en divisant le ciel en régions plus petites sans perte de statistiques, " dit Ferguson, qui a d'abord reproduit les résultats d'asymétrie verticale trouvés par Gardner et Yanny dans leur analyse précédente. "Cela a été incroyable de voir ce projet évoluer et les résultats émerger alors que nous traçions les densités stellaires et que nous voyions des motifs intrigants à travers l'empreinte. Alors que de plus en plus d'études sont en cours dans ce domaine, Je suis ravi de voir ce que nous pouvons apprendre sur la structure de notre galaxie et les forces qui ont contribué à la façonner. »

Ferguson est diplômé du Royaume-Uni l'année dernière avec un diplôme en physique. Cet article d'ApJ découle de sa thèse principale, sur laquelle elle a travaillé avec Gardner. Elle a maintenant terminé sa première année d'études supérieures au Georgia Institute of Technology où elle a reçu une bourse pour poursuivre un doctorat en physique.

Au Royaume-Uni, elle a reçu une bourse Singletary et une bourse de recherche d'été au Royaume-Uni pour travailler sur ce projet, et présenté à la UK Showcase of Undergraduate Scholars.

"Je suis tellement chanceux d'avoir eu non seulement l'opportunité de faire de la recherche de premier cycle, mais de travailler sur un projet qui a finalement abouti à une publication, " a déclaré Ferguson. " C'est très motivant d'avoir passé la majeure partie de ma carrière de premier cycle à travailler sur un projet de recherche, car cela montre clairement à quel point la physique est utile et importante. Pendant les cours, J'ai pu constater de visu comment cela s'appliquait à la recherche. J'ai appris à programmer pendant ma première année de lycée à Paul Laurence Dunbar à Lexington, et cela a été formidable d'appliquer ces compétences pour analyser un si grand, ensemble de données du monde réel."