Émission d'hydrogène atomique vers une partie du disque externe de la Voie Lactée. Crédit :enquête HI4PI ; J. D. Soler, INAF
Un groupe international d'astronomes, dirigé par Juan Diego Soler de l'Institut national italien d'astrophysique (INAF), a trouvé l'empreinte des bulles produites par l'explosion d'étoiles mourantes dans la structure du gaz qui imprègne notre galaxie. Ils ont fait cette découverte en appliquant des techniques d'intelligence artificielle aux données d'enquête HI4PI, qui fournissent à ce jour la distribution d'hydrogène atomique dans le ciel entier la plus détaillée de la Voie lactée. Les scientifiques ont analysé la structure filamentaire dans l'émission d'hydrogène gazeux atomique. Ils en ont déduit qu'il conservait un enregistrement des processus dynamiques induits par les anciennes explosions de supernova et la rotation de la galaxie. Leurs résultats ont été publiés dans Astronomy &Astrophysics .
L'hydrogène est le composant principal des étoiles comme le soleil. Cependant, le processus qui conduit les nuages diffus d'hydrogène gazeux qui se propagent à travers notre galaxie à s'assembler en nuages denses à partir desquels les étoiles se forment finalement n'est pas encore entièrement compris. Une collaboration d'astronomes dirigée par Juan Diego Soler de l'INAF-IAPS (Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, un institut de recherche INAF à Rome) et le projet ECOgal a maintenant franchi une étape importante dans l'élucidation du cycle de vie de la matière première pour former étoiles.
Soler a traité les données de l'enquête la plus détaillée sur l'ensemble du ciel de l'émission d'hydrogène atomique dans les ondes radio, l'enquête HI4PI, qui est basée sur des observations obtenues avec le radiotélescope de 64 mètres de Parkes en Australie, le radiotélescope de 100 mètres d'Effelsberg en Allemagne et le télescope Robert C. Byrd Green Bank de 110 mètres (GBT) aux États-Unis. "Ces observations d'archives de la raie d'émission d'hydrogène à une longueur d'onde de 21 cm contiennent des informations sur la distribution du gaz dans le ciel et sa vitesse dans la direction d'observation, qui, combinées à un modèle de rotation de la Voie lactée, indiquent à quelle distance se trouvent les émissions nuages », déclare Sergio Molinari de l'INAF-IAPS, chercheur principal du projet ECOgal.
Pour étudier la distribution des nuages d'hydrogène galactiques, Soler a appliqué un algorithme mathématique couramment utilisé dans l'inspection et l'analyse automatiques d'images satellites et de vidéos en ligne. En raison de la taille de ces observations, il aurait été impossible de faire cette analyse à l'œil nu. L'algorithme a révélé un réseau étendu et complexe d'objets ou de filaments filiformes. La plupart des filaments de la partie interne de la Voie lactée pointaient à l'opposé du disque de notre galaxie.
"Ce sont probablement les restes de multiples explosions de supernovae qui balayent le gaz et forment des bulles qui éclatent lorsqu'elles atteignent l'échelle caractéristique du plan galactique, comme les bulles qui atteignent la surface dans un verre de vin mousseux", explique Ralf Klessen. Klessen est également chercheur principal du projet ECOgal, qui vise à comprendre notre écosystème galactique du disque de la Voie lactée aux sites de formation des étoiles et des planètes. "Le fait que nous voyons principalement des structures horizontales dans la Voie lactée externe, où il y a une forte diminution du nombre d'étoiles massives et par conséquent moins de supernovae, suggère que nous enregistrons l'apport d'énergie et d'impulsion des étoiles façonnant le gaz dans notre galaxie. ", explique l'astronome basé au Centre d'astronomie de l'université d'Heidelberg en Allemagne.
"Le milieu interstellaire, qui est la matière et le rayonnement qui existent dans l'espace entre les étoiles, est régulé par la formation d'étoiles et de supernovae, ces dernières étant les explosions violentes qui se produisent au cours des derniers stades évolutifs d'étoiles plus que dix fois plus massif que le soleil », explique Patrick Hennebelle, qui coordonne avec Klessen les travaux théoriques du projet ECOgal. "Les associations de supernovae sont très efficaces pour entretenir la turbulence et soulever le gaz dans un disque stratifié", précise le chercheur du département d'astronomie du CEA/Saclay en France. "La découverte de ces structures filamenteuses dans l'hydrogène atomique est une étape importante dans la compréhension du processus responsable de la formation des étoiles à l'échelle de la galaxie." Le double regard de Hubble sur une galaxie spirale