Pour la première fois, une équipe de scientifiques a calculé la répartition de toute l'énergie lumineuse contenue dans la Voie lactée, qui fournira un nouvel aperçu de la composition de notre galaxie et de la formation des étoiles dans les galaxies spirales telles que la nôtre. L'étude est publiée dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .

Cette recherche, menée par des astrophysiciens de l'Université de Central Lancashire (UCLan), en collaboration avec des collègues du Max Planck Institute for Nuclear Physics à Heidelberg, Allemagne et de l'Institut d'astronomie de l'Académie roumaine, montre également comment les photons stellaires, ou la lumière stellaire, au sein de la Voie Lactée contrôler la production des photons les plus énergétiques de l'Univers, les rayons gamma. Cela a été rendu possible grâce à une nouvelle méthode impliquant des calculs informatiques qui suivent le destin de tous les photons de la galaxie, y compris les photons émis par la poussière interstellaire, comme rayonnement thermique.

Les tentatives précédentes pour dériver la distribution de toute la lumière dans la Voie lactée sur la base du nombre d'étoiles n'ont pas réussi à expliquer les images de tout le ciel de la Voie lactée, y compris des images récentes fournies par l'observatoire spatial Planck de l'Agence spatiale européenne, qui cartographient le rayonnement thermique ou la lumière infrarouge.

Auteur principal Prof Cristina Popescu de l'Université de Central Lancashire, a déclaré:"Nous n'avons pas seulement déterminé la répartition de l'énergie lumineuse dans la Voie lactée, mais a également fait des prédictions sur la teneur en poussières stellaires et interstellaires de la Voie lactée."

En suivant tous les photons stellaires et en prédisant comment la Voie lactée devrait apparaître dans l'ultraviolet, rayonnement visuel et thermique, les scientifiques ont pu calculer une image complète de la répartition de la lumière stellaire dans notre galaxie. La compréhension de ces processus est une étape cruciale pour obtenir une image complète de notre Galaxie et de son histoire.

La modélisation de la distribution de la lumière dans la Voie lactée fait suite à des recherches antérieures menées par le professeur Popescu et le Dr Richard Tuffs de l'Institut Max Planck de physique nucléaire sur la modélisation de la lumière stellaire d'autres galaxies, où l'observateur a une vue extérieure.

Commentant la recherche, Dr Tuf, l'un des co-auteurs de l'article, a déclaré:"Il faut noter que regarder les galaxies de l'extérieur est une tâche beaucoup plus facile que de regarder de l'intérieur, comme dans le cas de notre Galaxie."

Les scientifiques ont également pu montrer comment la lumière stellaire dans notre Galaxie affecte la production de photons gamma par le biais d'interactions avec les rayons cosmiques. Les rayons cosmiques sont des électrons et des protons de haute énergie qui contrôlent la formation des étoiles et des planètes et les processus régissant l'évolution galactique. Ils favorisent les réactions chimiques dans l'espace interstellaire, conduisant à la formation de molécules complexes et finalement vitales.

Le Dr Tuffs a ajouté :« En travaillant à rebours dans la chaîne des interactions et des propagations, on peut découvrir la source originelle des rayons cosmiques."

La recherche, financé par le Leverhulme Trust, était fortement interdisciplinaire, réunissant l'astrophysique optique et infrarouge et la physique des astroparticules. Le professeur Popescu note :« Nous avions développé certains de nos programmes informatiques avant le début de cette recherche, dans le cadre de la modélisation des galaxies spirales, et nous devons remercier le Science and Technology Facility Council (STFC) du Royaume-Uni pour son soutien dans le développement de ces codes. Cette recherche n'aurait pas non plus été possible sans le soutien du Leverhulme Trust, ce qui est grandement reconnu."