Voie lactée : la composition et la température du halo surprennent les astronomes

La Voie lactée est entourée d'un halo de poussière, de gaz et de matière noire. Et des chercheurs nous apprennent aujourd'hui que celui-ci est plus chaud que les astronomes le pensaient jusqu'alors. Il est aussi composé d'éléments chimiques différents de ceux qu'ils imaginaient.

XMM-Newton. C'est le nom d'un télescope lancé en 1999 par l'Agence spatiale européenne (ESA) et destiné à observer l'espace dans le domaine des rayons X dits mous. Et grâce à cet instrument, des astronomes viennent de découvrir que le gaz qui se cache dans le halo de notre Voie lactée atteint des températures bien plus chaudes que ce qu'ils pensaient. Sa composition chimique serait également différente. De quoi remettre en question ce que nous savons sur notre Galaxie.

Le saviez-vous ?

Les rayons X qualifiés de durs portent une énergie comprise entre 10 keV et 1 MeV. Alors que l’énergie des rayons X dits mous se situe sur une plage allant de 100 eV à 10 keV. Ils sont ainsi facilement absorbés par quelques millimètres de matière solide.

Pourquoi ? Parce que les caractéristiques du halo d’une galaxie - cette vaste région de gaz, d'étoiles et de matière noire qui nous relie à l'Univers - sont réputées dépendre de sa masse et jouer un rôle important dans son évolution.

Les travaux reposant sur les données de XMM-Newton montrent que le halo de notre Voie lactée renferme non pas un, mais trois composants différents de gaz chauds. Le plus chaud d'entre eux apparaissant dix fois plus chaud que ce que les astronomes pensaient jusqu'alors. « Une partie du gaz du halo de notre Galaxie atteint les 10 millions de degrés », commente Sanskriti Das, dans un communiqué de l’ESA. Jamais une telle structure n'a encore été observée ailleurs dans l'Univers.

Et elle l'a probablement été grâce à la durée exceptionnelle des observations menées à l'aide de XMM-Newton : trois semaines. Alors que les précédentes observations du halo de notre Voie lactée s'étaient limitées à des périodes de un jour ou deux. Cette fois, les astronomes pensent avoir été en mesure de détecter des signaux auparavant trop faibles pour être vus.

Des mécanismes à éclaircir

Les chercheurs ont en fait analysé la lumière intense d'un blazar - le noyau très actif d'une galaxie éloignée - après son passage à travers le halo de notre Galaxie. Les signatures spectrales enregistrées ont permis de remonter à des températures spécifiques. Et la question se pose désormais pour les astronomes du mécanisme à l'origine de cette température étonnante. « Nous pensons que le gaz est chauffé à environ 1 million de degrés lors de la formation d’une galaxie », explique Sanskriti Das. Comment le gaz peut ensuite se réchauffer encore ? Peut-être par l'action des vents émanant du disque d'étoiles de la Voie lactée.

Les chercheurs ont également conclu à une composition chimique inattendue. Des éléments plus lourds que l'hélium, par exemple. De quoi penser que le halo de la Voie lactée est alimenté par des éléments projetés par des étoiles en fin de vie. Des étoiles plutôt massives, car le halo contient proportionnellement moins de fer que notre Soleil. Il contient aussi moins d'oxygène, qui a pu être capturé par des particules de poussière. « C'est vraiment excitant », rapporte Sanskriti Das. « Il nous reste beaucoup à apprendre sur la façon dont notre Galaxie a évolué. »

D'autant que les astronomes imaginent que ces composantes chaudes du halo de la Voie lactée pourraient se retrouver dans d'autres halos de galaxies. Et, comme elles n'avaient jamais été observées par le passé, renfermer une quantité non négligeable de la fameuse matière manquante !