La zone centrale de notre galaxie abrite la plus grande de la Voie lactée, collection la plus dense de nuages moléculaires géants, matière première pour fabriquer des dizaines de millions d'étoiles. Cette image combine l'infrarouge d'archive (bleu), radio (rouge) et nouvelles observations micro-ondes (vert) de l'instrument GISMO développé par Goddard. L'image composite révèle l'émission de poussières froides, zones de formation d'étoiles vigoureuses, et des filaments formés aux bords d'une bulle soufflée par un événement puissant au centre de la galaxie. L'image a une largeur d'environ 750 années-lumière. Crédit :Goddard Space Flight Center de la NASA
Une caractéristique ressemblant à une canne à sucre apparaît au centre de cette image composite colorée de la zone centrale de notre galaxie de la Voie lactée. Mais ce n'est pas une confection cosmique. Il s'étend sur 190 années-lumière et fait partie d'un ensemble de longues, de fins brins de gaz ionisé appelés filaments qui émettent des ondes radio.
Cette image comprend des observations récemment publiées à l'aide d'un instrument conçu et construit au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. Appelé le Goddard-IRAM Superconducting 2-Millimeter Observer (GISMO), l'instrument a été utilisé de concert avec un radiotélescope de 30 mètres situé sur Pico Veleta, Espagne, exploité par l'Institut de radioastronomie au millimètre dont le siège est à Grenoble, La France.
« Le GISMO observe des micro-ondes d'une longueur d'onde de 2 millimètres, nous permettant d'explorer la galaxie dans la zone de transition entre la lumière infrarouge et les longueurs d'onde radio plus longues, " dit Johannes Staguhn, un astronome de l'Université Johns Hopkins de Baltimore qui dirige l'équipe GISMO à Goddard. "Chacune de ces portions du spectre est dominée par différents types d'émission, et GISMO nous montre comment ils s'articulent."
GISMO a détecté le filament radio le plus important du centre galactique, connu sous le nom de Radio Arc, qui forme la partie droite de la canne en bonbon cosmique. C'est la longueur d'onde la plus courte à laquelle ces curieuses structures ont été observées. Les scientifiques disent que les filaments délimitent les bords d'une grande bulle produite par un événement énergétique au centre galactique, situé dans la région lumineuse connue sous le nom de Sagittaire A environ 27, 000 années-lumière de nous. Des arcs rouges supplémentaires dans l'image révèlent d'autres filaments.
"Ce fut une vraie surprise de voir le Radio Arc dans les données GISMO, " a déclaré Richard Arendt, membre de l'équipe de l'Université du Maryland, Comté de Baltimore et Goddard. "Son émission provient d'électrons à grande vitesse en spirale dans un champ magnétique, un processus appelé émission synchrotron. Une autre caractéristique que GISMO voit, appelé la faucille, est associé à la formation d'étoiles et peut être la source de ces électrons à grande vitesse."
Cette image de la couleur de la galaxie interne code différents types de sources d'émission en fusionnant les données micro-ondes (vert) cartographiées par l'instrument Goddard-IRAM Superconducting 2-Millimeter Observer (GISMO) avec infrarouge (850 micromètres, bleu) et des observations radio (19,5 centimètres, rouge). Là où la formation d'étoiles en est à ses balbutiements, la poussière froide montre du bleu et du cyan, comme dans le complexe de nuages moléculaires Sagittarius B2. Le jaune révèle des usines étoiles plus développées, comme dans le nuage Sagittaire B1. Le rouge et l'orange montrent où les électrons à haute énergie interagissent avec les champs magnétiques, comme dans les fonctionnalités Radio Arc et Sagittaire A. Une zone appelée la faucille peut fournir les particules responsables de l'allumage de l'arc radio. Dans la source lumineuse Sagittaire A se trouve le trou noir monstre de la Voie lactée. L'image couvre une distance de 750 années-lumière. Crédit :Goddard Space Flight Center de la NASA
Deux articles décrivant l'image composite, un dirigé par Arendt et un dirigé par Staguhn, ont été publiés le 1er novembre dans le Journal d'astrophysique .
L'image montre la partie intérieure de notre galaxie, qui abrite la plus grande et la plus dense collection de nuages moléculaires géants de la Voie lactée. Ces vastes, les nuages froids contiennent suffisamment de gaz et de poussière denses pour former des dizaines de millions d'étoiles comme le Soleil. La vue s'étend sur une partie du ciel d'environ 1,6 degrés de diamètre, soit environ trois fois la taille apparente de la Lune, soit environ 750 années-lumière de large.
Pour faire l'image, l'équipe a acquis des données GISMO, représenté en vert, en avril et novembre 2012. Ils ont ensuite utilisé les observations d'archives du satellite Herschel de l'Agence spatiale européenne pour modéliser la lueur infrarouge lointaine de la poussière froide, qu'ils ont ensuite soustraits des données GISMO. Prochain, ils ont ajouté, en bleu, données infrarouges existantes de 850 micromètres de l'instrument SCUBA-2 sur le télescope James Clerk Maxwell près du sommet de Maunakea, Hawaii. Finalement, ils ont ajouté, en rouge, observations radio d'une longueur d'onde plus longue de 19,5 centimètres du Karl G. Jansky Very Large Array de la National Science Foundation, situé près de Socorro, Nouveau Mexique. Les données infrarouges et radio à haute résolution ont ensuite été traitées pour correspondre aux observations GISMO à basse résolution.
L'image résultante code essentiellement en couleur différents mécanismes d'émission.
Les traits bleus et cyan révèlent de la poussière froide dans les nuages moléculaires où la formation d'étoiles en est encore à ses balbutiements. Caractéristiques jaunes, comme les filaments d'Arches composant le manche de la canne en bonbon et le nuage moléculaire Sagittaire B1, révéler la présence de gaz ionisé et montrer des usines d'étoiles bien développées; cette lumière provient d'électrons ralentis mais non captés par les ions gazeux, un processus également connu sous le nom d'émission libre-libre. Les régions rouges et oranges montrent les zones où se produit l'émission synchrotron, comme dans l'éminent Radio Arc et Sagittarius A, la source lumineuse au centre de la galaxie qui abrite son trou noir supermassif.
