Il y a environ 3,5 millions d'années, le trou noir supermassif au centre de notre galaxie de la Voie lactée a déclenché une énorme explosion d'énergie. Nos ancêtres primitifs, déjà à pied sur les plaines africaines, aurait probablement été témoin de cette éruption comme une lueur fantomatique au-dessus de la tête dans la constellation du Sagittaire. Il pourrait avoir persisté pendant 1 million d'années.

Maintenant, des éons plus tard, les astronomes utilisent les capacités uniques du télescope spatial Hubble de la NASA pour découvrir encore plus d'indices sur cette explosion cataclysmique. En regardant vers la périphérie lointaine de notre galaxie, ils ont découvert que le projecteur du trou noir atteignait si loin dans l'espace qu'il éclairait un vaste train de gaz traînant les deux principales galaxies satellites de la Voie lactée :le Grand Nuage de Magellan (LMC), et son compagnon, le Petit Nuage de Magellan (SMC).

L'explosion du trou noir a probablement été causée par un grand nuage d'hydrogène jusqu'à 100, 000 fois la masse du Soleil tombant sur le disque de matière tourbillonnant près du trou noir central. L'explosion qui en a résulté a envoyé des cônes de rayonnement ultraviolet boursouflé au-dessus et au-dessous du plan de la galaxie et profondément dans l'espace.

Le cône de rayonnement qui a explosé du pôle sud de la Voie lactée a illuminé une structure gazeuse massive en forme de ruban appelée Magellanic Stream. Le flash a illuminé une partie du flux, ionisant son hydrogène (assez pour faire 100 millions de Soleils) en dépouillant les atomes de leurs électrons.

« Le flash était si puissant qu'il a illuminé le ruisseau comme un sapin de Noël – c'était un événement cataclysmique ! a déclaré le chercheur principal Andrew Fox du Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore, Maryland. "Cela nous montre que différentes régions de la galaxie sont liées - ce qui se passe dans le centre galactique fait une différence par rapport à ce qui se passe dans le courant de Magellan. Nous apprenons comment le trou noir a un impact sur la galaxie et son environnement."

L'équipe de Fox a utilisé les capacités ultraviolettes de Hubble pour sonder le flux en utilisant des quasars d'arrière-plan - les noyaux lumineux de lointains, galaxies actives—comme sources de lumière. Le spectrographe des origines cosmiques de Hubble peut voir les empreintes digitales des atomes ionisés dans la lumière ultraviolette des quasars. Les astronomes ont étudié les lignes de visée de 21 quasars loin derrière le ruisseau Magellan et 10 derrière une autre caractéristique appelée le bras principal, un "bras" gazeux en lambeaux et déchiqueté qui précède le LMC et le SMC dans leur orbite autour de la Voie lactée.

"Quand la lumière du quasar traverse le gaz qui nous intéresse, une partie de la lumière à des longueurs d'onde spécifiques est absorbée par les atomes du nuage, " a déclaré Elaine Frazer de STScI, qui a analysé les lignes de visée et découvert de nouvelles tendances dans les données. "Lorsque nous regardons le spectre de la lumière des quasars à des longueurs d'onde spécifiques, nous voyons des preuves d'absorption de la lumière que nous ne verrions pas si la lumière n'avait pas traversé le nuage. De là, nous pouvons tirer des conclusions sur le gaz lui-même."

L'équipe a trouvé des preuves que les ions avaient été créés dans le courant de Magellan par un flash énergétique. L'éclat était si puissant qu'il a illuminé le ruisseau, même si cette structure est d'environ 200, 000 années-lumière du centre galactique.

Contrairement au ruisseau de Magellan, le bras d'attaque n'a montré aucune preuve d'avoir été éclairé par la fusée éclairante. Ça a du sens, parce que le bras principal n'est pas assis juste en dessous du pôle galactique sud, il n'a donc pas été inondé du rayonnement de l'éclatement.

Le même événement qui a causé l'éruption de rayonnement a également « rejeté » le plasma chaud qui en dépasse maintenant environ 30, 000 années-lumière au-dessus et au-dessous du plan de notre galaxie. Ces bulles invisibles, pesant l'équivalent de millions de soleils, sont appelées les bulles de Fermi. Leur lueur énergétique gamma a été découverte en 2010 par le télescope spatial Fermi Gamma de la NASA. En 2015, Fox a utilisé la spectroscopie ultraviolette de Hubble pour mesurer la vitesse d'expansion et la composition des lobes de ballonnement.

Maintenant, son équipe a réussi à étendre la portée de Hubble au-delà des bulles. "Nous avons toujours pensé que les bulles de Fermi et le flux de Magellan étaient séparés et sans rapport les uns avec les autres et faisaient leurs propres choses dans différentes parties du halo de la galaxie, " a déclaré Fox. " Maintenant, nous voyons que le même flash puissant du trou noir central de notre galaxie a joué un rôle majeur dans les deux. "

Cette recherche n'a été possible que grâce à 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. "C'est une région très riche du spectre électromagnétique - il y a beaucoup de caractéristiques qui peuvent être mesurées dans l'ultraviolet, " explique Fox. " Si vous travaillez dans l'optique et l'infrarouge, vous ne pouvez pas les voir. C'est pourquoi nous devons aller dans l'espace pour le faire. Pour ce type de travaux, Hubble est le seul jeu en ville."

Les résultats, à paraître dans le Journal d'astrophysique , sera présenté lors d'une conférence de presse le 2 juin lors de la 236ème réunion de l'American Astronomical Society, qui se déroulera virtuellement cette année.