Une image optique de la galaxie supervent infrarouge lumineuse M82. L'image met en évidence en rouge l'émission du vent dans le rayonnement des filaments d'hydrogène ionisé. Une partie du gaz dans le superwind, enrichi en éléments lourds forgés dans des étoiles massives, finira par s'échapper dans l'espace intergalactique. Les astronomes ont utilisé l'Observatoire stratosphérique d'astronomie infrarouge (SOFIA) pour cartographier le champ magnétique qui entraîne ce vent dans M82. Crédit :Observatoire à distance de l'Alentejo, Équipe ARO
Messier 82 (M82) est une galaxie infrarouge lumineuse située à environ douze millions d'années-lumière de la Voie lactée. Son sursaut de formation d'étoiles alimente le rayonnement et entraîne un supervent bipolaire qui prend naissance près du cœur de la galaxie. Le vent s'étend perpendiculairement au plan galactique dans le halo et le milieu intergalactique; le gaz ionisé dans le vent trace une structure continue d'environ trente-quatre mille années-lumière de long. Les astronomes pensent que la formation d'étoiles le long du supervent stimule le gaz et génère également des émissions de rayons X, ce dernier produit par les chocs associés.
M82 n'est pas unique parmi les galaxies à avoir un vent sortant bien que parce qu'il est relativement proche et vu presque de côté, sa sortie est plus facile à étudier. Une question clé concerne la matière qui s'écoule dans le vent. S'il s'échappe et se dépose dans l'espace entre les galaxies, il enrichit le milieu intergalactique, mais s'il recircule dans la galaxie, il redistribuera la matière et peut stimuler la formation d'étoiles dans les régions extérieures. Le champ magnétique dans le vent entraîne et aide à façonner le résultat. Les détails dépendent du fait que les lignes de champ s'étendent et "s'ouvrent" dans l'espace ou sont "fermées, " boucler ou boucler autour de la galaxie et rester plus étroitement confiné. À ce jour, les champs magnétiques dans les écoulements galactiques ont été étudiés en utilisant le rayonnement polarisé émis à des longueurs d'onde radio par des électrons se déplaçant dans le flux ionisé. En M82, des études antérieures ont en effet trouvé des champs magnétiques s'étendant de la région centrale et s'étendant perpendiculairement au disque, mais l'interprétation est complexe et ces études diffèrent selon que les lignes de champ sont ouvertes ou fermées.
L'astronome du CFA Mahboubeh Asgari-Targhi faisait partie d'une équipe qui a reconnu que le rayonnement infrarouge diffusé par les grains de poussière alignés par ces champs magnétiques pourrait résoudre le débat. Ils ont utilisé la caméra à large bande aéroportée haute résolution (HAWC+) de l'Observatoire stratosphérique d'astronomie infrarouge de la NASA (SOFIA) pour cartographier les champs magnétiques dans M82, et combiné leurs résultats avec une technique modifiée plus couramment utilisée par les astronomes solaires qui étudient les champs magnétiques du Soleil. La nouvelle approche extrapole le champ mesuré avec quelques approximations raisonnables sur les courants électriques présents; les scientifiques complètent le tableau avec d'autres données de polarisation de la littérature. Ils montrent clairement, pour la première fois, que dans M82 les lignes de champ sont ouvertes, et aussi que l'énergie des mouvements turbulents est comparable à celle du champ magnétique. Les résultats indiquent que les vents sortants associés aux phénomènes de starburst dans les galaxies injectent de la matière enrichie dans le milieu intergalactique.