Imaginez un objet se déplaçant à une vitesse supersonique. Cet objet, lorsqu'il se déplace dans un milieu, provoque l'accumulation de matière dans le milieu, compresse, et réchauffer. Le résultat est une sorte d'onde de choc, connu comme un choc d'arc.

Un choc d'étrave tire son nom des vagues d'étrave, la crête d'eau incurvée devant un bateau rapide créé par la force de la proue poussant vers l'avant à travers l'eau. Les vagues d'étrave et les chocs d'étrave peuvent se ressembler, Cependant, les vagues d'étrave ne se produisent qu'à la surface de l'eau, tandis que les chocs d'étrave se produisent en 3 dimensions.

Il y a des amortisseurs d'arc partout, même dans l'espace, et ces arcs de choc cosmiques peuvent révéler aux scientifiques des secrets cosmiques.

Même les régions les plus vides de l'espace contiennent des protons, électrons, atomes, molécules et autres matières. Quand les planètes, étoiles, et les nuages ​​de plasma éjectés des supernovae volent à grande vitesse à travers ce milieu environnant, des chocs d'arc cosmique sont générés dans ce milieu.

Le vent solaire forme un arc de choc devant la magnétosphère terrestre.

"Le plasma en mouvement rapide du vent solaire souffle au-delà de la Terre, mais il ne peut pas pénétrer notre magnétosphère, " explique Maxim Markevitch du Goddard Space Flight Center de la NASA. " Le vent solaire a un champ magnétique, et la magnétosphère terrestre est presque comme un corps solide pour ce vent. Ainsi, le vent solaire forme un choc d'arc devant le bord extérieur de la magnétosphère."

L'étude du choc de l'arc de la Terre peut percer les secrets du vent solaire, nous permettant de mieux comprendre ses effets complexes sur notre planète.

Les collisions à grande vitesse des étoiles avec le milieu interstellaire créent des chocs d'arc impressionnants. L'étoile supergéante chaude Kappa Cassiopeia crée un choc qui peut être vu par les détecteurs infrarouges du télescope spatial Spitzer de la NASA. Dans cette image de Spitzer, l'empilement de matériaux chauffés autour de Kappa Cassiopeia est indiqué en rouge.

L'étude des chocs d'arc stellaire peut révéler les mouvements secrets des étoiles sous-jacentes, nous dire à quelle vitesse ils se déplacent, quelle direction, et ce qu'ils traversent.

Un exemple de choc d'arc à une échelle encore plus grande est observé dans cet amas de galaxies situé dans la constellation de la Carine, appelé 1E 0657-558. Cette image aux rayons X de l'observatoire Chandra capture le moment d'une gigantesque collision de deux amas plus petits, les deux régions blanches de l'image.

Markevitch dit, "Les clusters sont remplis de plasma chaud, et l'un d'eux, le groupe de droite, est plus petit et plus dense. Alors qu'il vole à travers le nuage de plasma moins dense qui est le plus gros amas, il forme un arc de choc."

Les scientifiques étudient de tels chocs d'amas pour en déduire leur vitesse dans le plan du ciel. Et la structure fine des chocs en dit long sur l'intéressant, processus physiques complexes dans les plasmas présents dans les amas ainsi que dans de nombreux autres objets astrophysiques à travers l'univers.