La Voie Lactée a la forme d'une roue de vélo voilée

Par une analyse de la structure complexe de la Voie Lactée, une équipe internationale d'astronomes italiens et britanniques vient de montrer que le disque stellaire externe galactique non seulement possédait une forme de disque voilé mais qu'il était également au moins 70% plus étendu que l'on ne le pensait.


En utilisant les données infrarouges du catalogue 2MASS (2 Micron All-Sky Survey), Yazan Momany et ses collaborateurs ont reconstruit la structure extérieure du disque d'étoiles de la Galaxie et particulièrement le degré de son voilement. A l'observation, le voilement du disque est une torsion du plan galactique vers le haut dans les premier et deuxième quadrants (longitudes comprises entre 0 et 180 degrés) et vers le bas dans les troisième et quatrième quadrants (longitudes comprises entre 180 et 360 degrés). Bien que l'origine de cette torsion demeure inconnue, le phénomène semble être courant parmi les galaxies spirales. Comme nous sommes situés à l'intérieur du disque galactique, il est difficile d'observer les détails spécifiques de cette forme. Pour les apprécier, il nous faut observer les autres galaxies. L'illustration ci-dessus montre l'allure d'une galaxie au disque voilé.

Le disque de notre galaxie se compose de trois éléments principaux: les étoiles, les gaz et les poussières interstellaires. Les torsions des gaz et des poussières sont déjà bien connues et documentées. En particulier, il est établi que l'élément gazeux est distordu au-delà de 25.000 parsecs (pc). En revanche, l'étendue du voilement stellaire faisait encore l'objet de discussions. Ces dernières années, il a été démontré qu'il existait une différence dans l'amplitude du voilement entre les étoiles et les gaz. Ces études ont conduit à l'idée que le disque stellaire de la Voie Lactée était tronqué au delà de 14.000 pc du centre galactique.

La récente et nouvelle analyse des astronomes fournit la première vision claire et complète de la torsion du disque stellaire externe. La distribution de plus de 115 millions d'étoiles du catalogue 2MASS (qui contient la totalité du disque galactique) a été analysée. Parmi les nombreux différents types stellaires, les étoiles M géantes se sont avérées des traceurs stellaires idéaux pour reconstruire la structure extérieure du disque. Ce sont, de fait, des étoiles fortement lumineuses mais relativement froides et évoluées, et ces propriétés uniques autorisent une meilleure détermination de leur distance.

L'analyse prouve aussi que les étoiles M géantes situées à des distances comprises entre 3.000 et 17.000 pc du Soleil présentaient la même signature stellaire de torsion. Cela signifie qu'un phénomène à grande échelle avait été identifié à environ 25.000 pc du centre de la Voie Lactée: l'équipe d'astronomes démontrait ainsi clairement qu'il n'y avait aucune rupture du disque stellaire au delà de 14.000 pc.


La torsion est très nette aux deux extrémités du disque stellaire. Les astronomes ont également montré l'uniformité de la torsion pour les trois éléments du disque (gaz, poussière et étoiles). C'est une conséquence naturelle de la forte corrélation physique entre ces trois composants galactiques du disque, et cela prouve encore que le voilement du disque est un phénomène global et régulier.