Une étude publiée dans Nature Astronomy révèle la première image détaillée du voile de gaz qui entoure une galaxie, s'étendant sur 100 000 années-lumière dans l'espace « vide ». Si la Voie lactée possède un halo similaire, il est probable qu'il interagisse déjà avec le halo de la voisine galactique la plus proche, Andromède.
La majeure partie de l’univers n’est pas constituée d’étoiles brillantes
La majeure partie de la matière présente dans l’Univers ne se trouve pas dans les étoiles brillantes qui composent les images spectaculaires des galaxies que nous voyons. D’une part, les galaxies sont entourées de matière noire , que les astronomes considèrent comme une sorte de particule exotique invisible.
Mais la majeure partie de la matière normale ne se trouve pas dans les étoiles, mais dans de gigantesques nuages de gaz qui entourent les galaxies.
Il semble que ces halos autour des galaxies contiennent jusqu'à 70 à 90 % de la matière normale de l'univers (constituée principalement d'hydrogène, d'hélium, de carbone, d'azote et d'oxygène gazeux).
Comprendre ce gaz diffus — où toutes les étoiles et planètes visibles ont vu le jour — aide à mieux comprendre l'histoire de Voie Lactée elle-même, à plus grande échelle.
Cependant, ce halo de gaz s'étend sur de vastes zones de l'espace, ce qui le rend extrêmement faible. En fait, il est 10 000 à 100 000 fois plus faible que les parties brillantes des galaxies.
Ces halos de gaz sont connus depuis les années 1950, lorsque les astronomes ont découvert qu’ils absorbaient certaines fréquences de lumière qui les traversaient.
Cependant, ces mesures réduisent des régions gigantesques de l’espace s’étendant sur des centaines de milliers d’années-lumière en un seul point . Nous en savions donc très peu sur la taille ou la forme exacte des halos, ou sur la façon dont le gaz circule entre eux et leurs galaxies hôtes.
Comment voir un halo galactique
Pendant longtemps, il semblait impossible de capturer une image des halos. Mais cela a changé avec le développement d'un nouveau type de spectrographe, un appareil permettant de visualiser le spectre des différentes longueurs d'onde de la lumière dans une image, appelé « découpeur d'images ». Le slicer d'images permet de prendre des images spectroscopiques de régions du ciel nocturne à des niveaux beaucoup plus faibles que les instruments de la génération précédente.
Une équipe dirigée par Chris Martin de Caltech a construit un spectrographe ultra-faible appelé Keck Cosmic Web Imager et l'a installé sur le télescope Keck. Le Keck est l'un des plus grands télescopes optiques au monde, et son emplacement au sommet du volcan Mauna Kea à Hawaï est l'un des meilleurs sites astronomiques au monde.
Grâce au nouvel appareil en place, il est possible de voir des choses extrêmement faibles dans le ciel. Cet instrument a été utilisé pour observer pendant une nuit entière l'espace apparemment vide autour d'une galaxie et un travail travail intense d'analyse des données a dû être réalisé du fait que le téléscope était en fait utilisé à ses utilisé à ses ultimes limites.
À quoi ressemble le voile de gaz autour des galaxies ?
Des images de la lueur de l'hydrogène et de l'oxygène gazeux ont été prises dans une région dix fois plus grande que ce qui est normalement appelé une « galaxie ».
Ces images confirment l'idée selon laquelle la majeure partie de la matière ordinaire de l'univers se trouve dans ces halos diffus de gaz, mais il a été également constaté que la galaxie ne disparaît pas en douceur dans le halo environnant. Il y a une rupture abrupte de l'un à l'autre. Dans le passé, la nature de cette transition a fait l’objet de nombreux débats. Dans données recueillies, il est facile de voir un changement brutal près de la limite où se trouvent la grande majorité des étoiles.
Pourquoi peut-on voir le halo ?
Il reste encore un mystère quant à la raison pour laquelle ce gaz peut petre vu. Il brille, sans qu'on sache pourquoi. La lueur du gaz d'hydrogène est souvent observée à l'intérieur d'une galaxie et il brille parce qu'il a été réchauffé par un fort rayonnement provenant d'étoiles proches. En dehors d'une galaxie, cependant, il n'y a pas assez d'étoiles proches pour chauffer suffisamment le gaz pour expliquer la lueur détectée.
Il est possible que le halo soit constitué de courants de gaz se déplaçant dans des directions différentes. Lorsque les courants entrent en collision à grande vitesse, le choc les fait briller. Une autre possibilité est que certaines étoiles très lourdes et certains trous noirs (tous deux situés à l'intérieur des galaxies) produisent de très grandes quantités de lumière ultraviolette. Une partie de cette lumière peut s'échapper de la galaxie et pourrait fournir une sorte d'éclairage UV ambiant de fond pour le cosmos. Associé à des flux de gaz se déplaçant rapidement, le fond ultraviolet pourrait être suffisant pour produire la lueur que nous avons observée, mais il faudra davantage d’observations pour en être sûr.
Fourni par The Conversation
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