Ceci est une mosaïque de photos d'une vue latérale de la galaxie de la Voie lactée, en regardant vers le renflement central. S'y superposent des images de radiotélescope, de couleur rose, de l'étiré, Courant de Magellan en forme d'arc sous le plan de la galaxie et le déchiqueté, le bras principal fragmenté traversant le plan de la galaxie et s'étendant au-dessus de celui-ci. Ces nuages de gaz se séparent gravitationnellement comme de la tire des petits et grands nuages de Magellan - les galaxies satellites de notre Voie lactée - qui apparaissent comme des amas brillants dans le gaz. La source du Magellanic Stream en forme de ruban a été découverte par le télescope spatial Hubble il y a environ cinq ans, et il s'est avéré qu'il provenait des deux Nuages de Magellan. Cependant, la source du bras principal est restée un mystère jusqu'à aujourd'hui. Maintenant, les scientifiques ont utilisé la vision ultraviolette de Hubble pour analyser chimiquement le gaz dans le bras principal et déterminer son origine. Parce qu'ils ne pouvaient pas l'échantillonner directement, ils ont plutôt utilisé la lumière de sept quasars - les noyaux brillants des galaxies actives - pour mesurer comment elle filtrait à travers le gaz du bras principal. Ces quasars résident à des milliards d'années-lumière au-delà du bras principal et agissent comme des « phares » qui brillent à travers le gaz. Les scientifiques ont recherché l'absorption de la lumière ultraviolette des quasars par l'oxygène dans le nuage. C'est une bonne indication du nombre d'éléments plus lourds qui se trouvent dans le gaz du bras principal. L'équipe a ensuite comparé les mesures de Hubble aux mesures d'hydrogène effectuées par le télescope Robert C. Byrd Green Bank à Green Bank, Virginie-Occidentale, ainsi que plusieurs autres radiotélescopes. Les emplacements marqués indiquent les trois plus brillants des sept quasars utilisés pour étudier la composition du bras principal. Les spectres de ces trois quasars sont superposés au bas du graphique. L'axe vertical de chaque spectre indique la quantité d'absorption qui a lieu. Plus il y a d'absorption, plus la force du signal est grande. Les axes horizontaux indiquent les vitesses du gaz en différents points. Les cases bleues isolent les vitesses propres au bras principal. L'oxygène, combiné à l'hydrogène, a fourni des « empreintes digitales » chimiques concluantes pour correspondre à l'origine du gaz du bras principal. L'équipe a découvert que le gaz correspond au contenu du Petit Nuage de Magellan. Crédits :Illustration :D. Nidever et al., NRAO/AUI/NSF et A. Mellinger, Enquête Leyde-Argentine-Bonn (LAB), Observatoire de Parkes, Observatoire de Westerbork, Observatoire d'Arecibo, et A. Feild (STScI) Science :NASA, ESA, et A. Fox (STScI)
Aux abords de notre galaxie, un bras de fer cosmique se déroule et seul le télescope spatial Hubble de la NASA peut voir qui gagne.
Les joueurs sont deux galaxies naines, le Grand Nuage de Magellan et le Petit Nuage de Magellan, tous deux en orbite autour de notre propre galaxie de la Voie lactée. Mais alors qu'ils font le tour de la Voie lactée, ils sont également en orbite l'un autour de l'autre. Chacun tire sur l'autre, et l'un d'eux a expulsé un énorme nuage de gaz de son compagnon.
Appelé le bras principal, cette collection arquée de gaz relie les Nuages de Magellan à la Voie Lactée. Environ la moitié de la taille de notre galaxie, on pense que cette structure a environ 1 ou 2 milliards d'années. Son nom vient du fait qu'il dirige le mouvement des Nuages de Magellan.
L'énorme concentration de gaz est dévorée par la Voie lactée et nourrit la nouvelle naissance d'étoiles dans notre galaxie. Mais quelle galaxie naine tire, et dont le gaz est maintenant régalé? Après des années de débat, les scientifiques ont maintenant la réponse à ce mystère du « polar ».
« Il y a eu une question :le gaz venait-il du Grand Nuage de Magellan ou du Petit Nuage de Magellan ? À première vue, on dirait qu'il remonte au Grand Nuage de Magellan, " a expliqué le chercheur principal Andrew Fox du Space Telescope Science Institute à Baltimore, Maryland. "Mais nous avons abordé cette question différemment, en demandant :de quoi est fait le bras principal ? A-t-il la composition du Grand Nuage de Magellan ou la composition du Petit Nuage de Magellan ?"
Les recherches de Fox font suite à ses travaux de 2013, qui s'est concentré sur une caractéristique de fuite derrière les grands et petits nuages de Magellan. Ce gaz dans cette structure en forme de ruban, appelé le ruisseau de Magellan, provenait des deux galaxies naines. Maintenant, Fox s'interroge sur son homologue, le bras dirigeant. Contrairement au Magellanic Stream, ce "bras" en lambeaux et déchiqueté a déjà atteint la Voie lactée et a survécu à son voyage vers le disque galactique.
Le bras principal est un exemple en temps réel d'accrétion de gaz, le processus de chute de gaz sur les galaxies. C'est très difficile à voir dans les galaxies en dehors de la Voie lactée, car ils sont trop éloignés et trop faibles. "Comme ces deux galaxies sont dans notre jardin, nous avons essentiellement un siège au premier rang pour voir l'action, " a déclaré la collaboratrice Kat Barger de la Texas Christian University.
Dans un nouveau type de médecine légale, Fox et son équipe ont utilisé la vision ultraviolette de Hubble pour analyser chimiquement le gaz dans le bras principal. Ils ont observé la lumière de sept quasars, les noyaux brillants des galaxies actives qui résident à des milliards d'années-lumière au-delà de ce nuage de gaz. En utilisant le spectrographe des origines cosmiques de Hubble, les scientifiques ont mesuré comment cette lumière filtre à travers le nuage.
En particulier, ils ont recherché l'absorption de la lumière ultraviolette par l'oxygène et le soufre dans le nuage. Ce sont de bonnes jauges du nombre d'éléments plus lourds qui résident dans le gaz. L'équipe a ensuite comparé les mesures de Hubble aux mesures d'hydrogène effectuées par le télescope Robert C. Byrd Green Bank de la National Science Foundation à l'observatoire de Green Bank en Virginie-Occidentale, ainsi que plusieurs autres radiotélescopes.
"Avec la combinaison des observations du télescope Hubble et Green Bank, nous pouvons mesurer la composition et la vitesse du gaz pour déterminer quelle galaxie naine est la coupable, " expliqua Barger.
Après de nombreuses analyses, l'équipe a finalement eu des "empreintes digitales" chimiques concluantes pour correspondre à l'origine du gaz du bras principal. "Nous avons trouvé que le gaz correspond au Petit Nuage de Magellan, " dit Fox. " Cela indique que le Grand Nuage de Magellan est en train de gagner le bras de fer, parce qu'il a tiré tellement de gaz de son petit voisin. »
Cette réponse n'a été possible qu'en raison de la capacité ultraviolette unique de Hubble. En raison des effets filtrants de l'atmosphère terrestre, la lumière ultraviolette ne peut pas être étudiée depuis le sol. "Hubble est le seul jeu en ville, " expliqua Fox. " Toutes les lignes d'intérêt, y compris l'oxygène et le soufre, sont dans l'ultraviolet. Donc si vous travaillez dans l'optique et l'infrarouge, vous ne pouvez pas les voir."
Le gaz du bras principal traverse maintenant le disque de notre galaxie. En traversant, il interagit avec le propre gaz de la Voie Lactée, se déchiqueter et se fragmenter.
Il s'agit d'une étude de cas importante sur la façon dont le gaz pénètre dans les galaxies et alimente la naissance des étoiles. Les astronomes utilisent des simulations et tentent de comprendre l'afflux de gaz dans d'autres galaxies. Mais ici, le gaz est pris en flagrant délit alors qu'il se déplace sur le disque de la Voie lactée. Dans le futur, les planètes et les systèmes solaires de notre galaxie pourraient naître de matériaux qui faisaient autrefois partie du Petit Nuage de Magellan.
L'étude de l'équipe paraît dans le 20 février 2018, question de la Journal d'astrophysique .
Alors que Fox et son équipe regardent vers l'avenir, ils espèrent cartographier toute la taille du bras principal, ce qui est encore inconnu.
