Conception d'artiste de la disposition des lentilles gravitationnelles qui a permis aux astronomes de mesurer le champ magnétique de la galaxie. Crédit :Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF ; Nasa, Équipe du patrimoine Hubble, (STScI/AURA), ESA, S. Beckwith (STScI). Traitement supplémentaire :Robert Gendler
A l'aide d'une gigantesque lentille cosmique, les astronomes ont mesuré le champ magnétique d'une galaxie à près de cinq milliards d'années-lumière. Cette réalisation leur donne de nouveaux indices importants sur un problème aux frontières de la cosmologie :la nature et l'origine des champs magnétiques qui jouent un rôle important dans le développement des galaxies au fil du temps.
Les scientifiques ont utilisé le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation pour étudier une galaxie en formation d'étoiles située directement entre un quasar plus éloigné et la Terre. La gravité de la galaxie sert de lentille géante, diviser l'image du quasar en deux images distinctes vues de la Terre. Surtout, les ondes radio provenant de ce quasar, à près de 8 milliards d'années-lumière, sont préférentiellement alignés, ou polarisé.
"La polarisation des ondes provenant du quasar de fond, combiné au fait que les ondes produisant les deux images lentilles ont traversé différentes parties de la galaxie intermédiaire, nous a permis d'apprendre quelques faits importants sur le champ magnétique de la galaxie, " a déclaré Sui Ann Mao, Chef du groupe de recherche Minerva pour l'Institut Max Planck de radioastronomie à Bonn, Allemagne.
Les champs magnétiques affectent les ondes radio qui les traversent. L'analyse des images VLA a montré une différence significative entre les deux images à lentille gravitationnelle dans la façon dont la polarisation des ondes a été modifiée. Cela signifie, les scientifiques ont dit, que les différentes régions de la galaxie intermédiaire affectaient les ondes différemment.
Image du télescope spatial Hubble de la galaxie et des images à lentille gravitationnelle. Crédit :Mao et al., Nasa
"La différence nous dit que cette galaxie a une grande échelle, champ magnétique cohérent, similaires à celles que nous voyons dans les galaxies proches de l'univers actuel, " dit Mao. La similitude est à la fois dans la force du champ et dans son agencement, avec des lignes de champ magnétique tordues en spirales autour de l'axe de rotation de la galaxie.
Puisque cette galaxie est vue telle qu'elle était il y a près de cinq milliards d'années, quand l'univers avait environ les deux tiers de son âge actuel, cette découverte fournit un indice important sur la façon dont les champs magnétiques galactiques se forment et évoluent au fil du temps.
"Les résultats de notre étude soutiennent l'idée que les champs magnétiques des galaxies sont générés par un effet dynamo tournant, similaire au processus qui produit le champ magnétique du Soleil, " dit Mao. " Cependant, il existe d'autres processus qui pourraient produire les champs magnétiques. Pour déterminer quel processus est à l'œuvre, nous devons remonter encore plus loin dans le temps - vers des galaxies plus éloignées - et faire des mesures similaires de leurs champs magnétiques, " elle a ajouté.
"Cette mesure a fourni les tests les plus rigoureux à ce jour sur le fonctionnement des dynamos dans les galaxies, " a déclaré Ellen Zweibel de l'Université du Wisconsin-Madison.
Les champs magnétiques jouent un rôle central dans la physique du gaz ténu qui imprègne l'espace entre les étoiles d'une galaxie. Comprendre comment ces champs naissent et se développent au fil du temps peut fournir aux astronomes des indices importants sur l'évolution des galaxies elles-mêmes.
