Des astronomes de Harvard expliquent la mystérieuse déformation de la Voie lactée

Les découvertes des astronomes soutiennent l’hypothèse de l’évolution de notre galaxie.

le Voie Lactée Il est souvent représenté comme un disque plat et rotatif composé de poussière, de gaz et d’étoiles. Mais si vous pouviez effectuer un zoom arrière et prendre une photo surround, elle aurait en fait une déformation distincte – comme si vous essayiez de tordre et de plier un disque vinyle.

Même si les scientifiques savent depuis longtemps, grâce aux données d’observation, que la Voie lactée est déformée et que ses bords s’évasent comme une jupe, personne n’a été en mesure d’expliquer pourquoi.

Découvertes des astronomes de Harvard

Et maintenant les astronomes de Harvard au Centre d’Astrophysique | Harvard et Smithsonian (CFA) a effectué les premiers calculs expliquant pleinement ce phénomène, avec des preuves irréfutables indiquant que la Voie lactée est enveloppée dans un halo irrégulier de matière noire. Ces travaux font également progresser la réflexion actuelle sur la façon dont la galaxie évolue et pourraient fournir des indices sur certains des mystères de la matière noire.

Le disque galactique de la Voie Lactée est tordu et brillant, semblable à la Galaxie ESO illustrée ici. Le télescope spatial Hubble de la NASA a photographié cette galaxie inhabituelle, révélant des détails remarquables de son disque poussiéreux et déformé et montrant comment les galaxies en collision donnent naissance à de nouvelles étoiles. La poussière et les bras spiraux des galaxies spirales ordinaires, comme notre propre Voie lactée, semblent plats vus du bord. Source de l’image : NASA/Institut scientifique du télescope spatial

Les nouveaux calculs ont été dirigés par Jiwon Jesse Han, étudiant à la Griffin Graduate School of Arts and Sciences, affiliée au CfA. Publié dans la revue Astronomie naturelleLes travaux incluent les co-auteurs Charlie Conroy et Lars Hernquist, tous deux membres du corps professoral du CfA et du Département d’astronomie.

Couronne stellaire et matière noire

Notre galaxie se trouve dans un nuage diffus appelé couronne stellaire, qui s’étend plus loin dans l’univers. Dans un travail révolutionnaire publié l’année dernière, l’équipe de Harvard a conclu que la couronne stellaire est inclinée et elliptique, comme un Zeppelin ou un ballon de football.

En conséquence, l’équipe a pris la même forme pour le halo de matière noire, la plus grande entité qui comprend tout ce qui se trouve dans et autour de la Voie lactée. La matière noire représente 80 % de la masse de la galaxie, mais elle est invisible car elle n’interagit pas avec la lumière, il faut donc en déduire la forme de ce halo. En utilisant des modèles pour calculer les orbites des étoiles à l’intérieur d’un halo rectangulaire et incliné de matière noire, l’équipe a trouvé une correspondance presque parfaite avec les observations actuelles d’une galaxie brillante et déformée.

Monuments et visions

« La couronne sombre inclinée est en fait assez courante dans les simulations, mais personne n’a exploré son effet sur la Voie lactée », a déclaré Conroy. « Il s’avère que l’inclinaison est un excellent moyen d’expliquer la taille et la direction du disque oscillant de notre galaxie. »

Les scientifiques ont longtemps cru que la Voie Lactée s’était formée à la suite d’une collision galactique ; Les travaux des astronomes confirment cette hypothèse.

« Si la galaxie évoluait d’elle-même, elle aurait ce magnifique halo sphérique, ce magnifique disque plat », a déclaré Hahn. « Le fait que le halo soit incliné et ait la forme d’un ballon de football suggère que notre galaxie a connu un événement de fusion, au cours duquel deux galaxies entrent en collision. »

« Il s’avère que l’inclinaison est un excellent moyen d’expliquer la taille et la direction du disque oscillant de notre galaxie. »
— Charlie Conroy, Département d’astronomie

Leurs calculs sur la forme possible du halo de matière noire pourraient également fournir des indices sur les propriétés et la nature des particules de matière noire elles-mêmes, qui restent des mystères non résolus en physique. « Le fait que la galaxie ne soit pas sphérique dans nos données suggère qu’il existe une certaine limite à laquelle la matière noire peut interagir avec elle-même », a expliqué Hahn.

La confiance dans ces résultats pourrait conduire à de meilleures façons d’étudier intelligemment la matière noire inobservable qui constitue la majeure partie de l’univers. Cela inclut de nouvelles façons de capturer les signatures cinématiques des sous-halos sombres, qui sont de petits halos de matière noire errant dans la galaxie.

Référence : « L’origine du halo sombre oblique et de l’éclat du disque galactique » par Jeon Jesse Han, Charlie Conroy et Lars Hernequist, 14 septembre 2023, Astronomie naturelle.
est ce que je: 10.1038/s41550-023-02076-9