« C'est un endroit aux conditions extrêmes, invisible à nos yeux, mais qui se révèle désormais avec un niveau de détail extraordinaire », explique Ashley Barnes, astronome à l'Observatoire européen austral (ESO) en Allemagne, qui fait partie de l'équipe ayant obtenu ces nouvelles données. Les observations offrent une vue unique du gaz froid — la matière première à partir de laquelle se forment les étoiles — dans la Zone Moléculaire Centrale (CMZ) de notre galaxie. C'est la première fois que le gaz froid de toute cette région est exploré avec un tel niveau de détail.
La région représentée sur la nouvelle image s'étend sur plus de 650 années-lumière. Elle abrite d'épais nuages de gaz et de poussière qui entourent le trou noir supermassif situé au centre de notre galaxie. « C'est le seul noyau galactique suffisamment proche de la Terre pour que nous puissions l'étudier avec autant de détails », explique Ashley Barnes. L'ensemble de données révèle la CMZ comme jamais auparavant, depuis les structures gazeuses s'étendant sur des dizaines d'années-lumière jusqu'aux petits nuages de gaz entourant des étoiles spécifiques.
Le gaz que l'ACES (ALMA CMZ Exploration Survey) explore spécifiquement est un gaz moléculaire froid. L'étude dévoile la chimie complexe de la CMZ, détectant des dizaines de molécules différentes, des plus simples comme le monoxyde de silicium aux plus complexes comme le méthanol, l'acétone ou l'éthanol.
Le gaz moléculaire froid s'écoule le long de filaments alimentant des amas de matière à partir desquels des étoiles peuvent se former. Nous savons comment ce processus se déroule dans les confins de la Voie lactée, mais dans la région centrale, les événements sont beaucoup plus extrêmes. « La CMZ abrite certaines des étoiles les plus massives connues dans notre galaxie, dont beaucoup vivent rapidement et meurent jeunes, terminant leur vie dans de puissantes explosions de supernovas, voire d'hypernovas », explique Steve Longmore, directeur de l'ACES et professeur d'astrophysique à l'université John Moores de Liverpool, au Royaume-Uni. Grâce à l'ACES, les astronomes espèrent mieux comprendre comment ces phénomènes influencent la naissance des étoiles et si nos théories sur la formation stellaire sont valables dans des environnements extrêmes.
« En étudiant comment les étoiles naissent dans la CMZ, nous pouvons également mieux comprendre comment les galaxies se sont développées et ont évolué », ajoute Steve Longmore. « Nous pensons que cette région partage de nombreuses caractéristiques avec les galaxies de l'Univers primitif, où les étoiles se formaient dans des environnements chaotiques et extrêmes. »
Pour collecter ce nouvel ensemble de données, les astronomes ont utilisé ALMA, exploité par l'ESO et ses partenaires dans le désert d'Atacama, au Chili. En fait, c'est la première fois qu'une zone aussi vaste est balayée par cette installation, ce qui en fait la plus grande image jamais obtenue par ALMA. Vue dans le ciel, la mosaïque — obtenue en assemblant de nombreuses observations distinctes, comme les pièces d'un puzzle — est aussi longue que trois pleines lunes côte à côte.
« Nous nous attendions à un niveau de détail élevé lors de la conception de l'étude, mais nous avons été véritablement surpris par la complexité et la richesse révélées dans la mosaïque finale », déclare Katharina Immer, astronome d'ALMA à l'ESO qui participe également au projet. Les données issues d'ACES sont présentées dans cinq articles acceptés pour publication dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, un sixième étant en phase finale de révision.
« La prochaine mise à niveau de la sensibilité à large bande d'ALMA, associée à l'Extremely Large Telescope de l'ESO, nous permettra bientôt d'explorer cette région encore plus en profondeur, en résolvant des structures plus fines, en retraçant des processus chimiques plus complexes et en explorant l'interaction entre les étoiles, le gaz et les trous noirs avec une clarté sans précédent », explique Ashley Barnes. « À bien des égards, ce n'est qu'un début. »
Communiqué de presse de l'ESO
Lire ce communiqué de presse et les informations complémentaires sur le site de l'ESO
