Mais il ne s'agit là que de la lumière visible. Observer le ciel autrement, par exemple grâce aux ondes radio, offre une image bien plus nuancée, riche en particules chargées et en champs magnétiques.
Depuis des décennies, les astronomes utilisent des radiotélescopes pour explorer notre galaxie. En étudiant les propriétés des objets qui la composent, nous pouvons mieux comprendre son évolution et sa composition.
Notre étude, publiée aujourd'hui dans les Publications de la Société Astronomique d'Australie, apporte de nouvelles perspectives sur la structure du plan galactique de notre galaxie.
Observer le ciel tout entier
Pour révéler le ciel radio, nous avons utilisé le Murchison Widefield Array, un radiotélescope situé dans l'arrière-pays australien, composé de 4 096 antennes réparties sur plusieurs kilomètres carrés. Ce réseau observe simultanément de vastes régions du ciel, ce qui lui permet de cartographier rapidement la galaxie.
Vue d'ensemble de l'antenne Murchison Widefield Array.
Entre 2013 et 2015, ce réseau a servi à observer l'ensemble du ciel de l'hémisphère sud dans le cadre du relevé GLEAM (GaLactic and Extragalactic All-sky MWA). Ce relevé couvrait une large gamme de fréquences d'ondes radio.
La large couverture de fréquences de GLEAM a permis aux astronomes d'obtenir la première carte du ciel en « couleurs radio », incluant la galaxie elle-même. Elle a révélé la lueur diffuse du disque galactique, ainsi que des milliers de galaxies lointaines et des régions de formation et de mort des étoiles. Avec la mise à niveau du réseau en 2018, nous avons observé le ciel avec une résolution et une sensibilité plus élevées, ce qui a donné lieu au relevé GLEAM-eXtended (GLEAM-X).
La principale différence entre les deux relevés est que GLEAM pouvait percevoir l'ensemble mais pas les détails, tandis que GLEAM-X percevait les détails mais pas l'ensemble.
Une magnifique mosaïque<br>
Pour capturer les deux, notre équipe a utilisé une nouvelle technique d'imagerie appelée « grillage dans le domaine de l'image ». Nous avons combiné des milliers d'observations GLEAM et GLEAM-X pour former une immense mosaïque de la galaxie.
Comme les deux relevés ont observé le ciel à des moments différents, il était important de corriger les distorsions ionosphériques — des décalages des ondes radio causés par des irrégularités dans la haute atmosphère terrestre. Sans cela, ces distorsions auraient décalé la position des sources entre les observations.
L'algorithme applique ces corrections, alignant et superposant harmonieusement les données de différentes nuits. Cette opération a nécessité plus d'un million d'heures de calcul sur les supercalculateurs du Centre de recherche en supercalcul Pawsey, en Australie-Occidentale.
Il en résulte une nouvelle mosaïque couvrant 95 % de la Voie lactée visible depuis l'hémisphère sud, sur une gamme de fréquences radio allant de 72 à 231 MHz. Le principal avantage de cette large gamme de fréquences réside dans la possibilité de distinguer différentes sources grâce à leur « couleur radio », selon que les ondes radio sont produites par des champs magnétiques cosmiques ou par du gaz chaud.
L'émission provenant de l'explosion d'étoiles mortes apparaît en orange. Plus la fréquence est basse, plus elle est brillante. Les régions de formation des étoiles, quant à elles, brillent en bleu. Ces couleurs permettent aux astronomes de distinguer d'un coup d'œil les différents composants physiques de la galaxie.
Le nouveau portrait radio de la Voie lactée est la carte la plus sensible et la plus étendue jamais réalisée à ces basses fréquences. Il permettra d'explorer une multitude de phénomènes galactiques, de la découverte et de l'étude des vestiges anciens et ténus d'explosions stellaires à la cartographie des rayons cosmiques énergétiques et des poussières et grains qui constituent l'essentiel du milieu à l'intérieur des étoiles.
La puissance de cette image ne sera surpassée que lorsque le nouveau télescope SKA-Low sera achevé et opérationnel, étant à terme des milliers de fois plus sensible et doté d'une résolution supérieure à celle de son prédécesseur, le Murchison Widefield Array.
Cette mise à jour n'est pas prévue avant quelques années. En attendant, cette nouvelle image offre un aperçu inspirant des merveilles que révélera un jour la version complète de SKA-Low.
Par Silvia Mantovanini, Natasha Hurley-Walker, The Conversation
Édité par Lisa Lock , relu par Andrew Zinin
Fourni par The Conversation
