Crédit d'image: NRAO
Les astronomes qui étudient les nuages de gaz dans la célèbre galaxie Whirlpool ont trouvé des indices importants soutenant une théorie qui cherche à expliquer comment les bras en spirale spectaculaires des galaxies peuvent persister pendant des milliards d'années. Les astronomes ont appliqué des techniques utilisées pour étudier des nuages de gaz similaires dans notre propre voie lactée à ceux des bras en spirale d'une galaxie voisine pour la première fois, et leurs résultats renforcent une théorie proposée pour la première fois en 1964.
La Galaxie Whirlpool, distante d'environ 31 millions d'années-lumière, est une belle spirale de la constellation des Canes Venatici. Également connu sous le nom de M51, il est vu presque en face de la Terre et est familier aux astronomes amateurs et a été présenté dans d'innombrables affiches, livres et articles de magazines.
"Cette galaxie a fait une grande cible pour notre étude des bras en spirale et comment la formation des étoiles fonctionne le long d'eux", a déclaré Eva Schinnerer, de l'Observatoire national de radioastronomie à Socorro, NM. "C'était idéal pour nous car c'est l'une des spirales les plus proches du ciel", a-t-elle ajouté.
Schinnerer a travaillé avec Axel Weiss de l'Institut de radioastronomie millimétrique (IRAM) en Espagne, Susanne Aalto de l'Observatoire spatial Onsala en Suède et Nick Scoville de Caltech. Les astronomes ont présenté leurs conclusions à la réunion de l’American Astronomical Society à Denver, Colorado.
Les scientifiques ont analysé les émissions radioélectriques des molécules de monoxyde de carbone (CO) dans les nuages de gaz géants le long des bras spiraux du M51. En utilisant des télescopes à l'Observatoire radioélectrique d'Owens Valley à Caltech et le radiotélescope de 30 mètres de l'IRAM, ils ont pu déterminer les températures et les quantités de turbulence dans les nuages. Leurs résultats soutiennent fortement une théorie selon laquelle les «ondes de densité» expliquent comment les bras en spirale peuvent persister dans une galaxie sans s'enrouler si étroitement que, en fait, ils disparaissent.
La théorie des ondes de densité, proposée par Frank Shu et C.C. Lin en 1964, dit que le motif en spirale d'une galaxie est une onde de densité plus élevée, ou compression, qui tourne autour de la galaxie à une vitesse différente de celle du gaz et des étoiles de la galaxie. Schinnerer et ses collègues ont étudié une région dans l'un des bras en spirale du M51 qui vient vraisemblablement de dépasser et de traverser l'onde de densité.
Leurs données indiquent que le gaz sur le bord de fuite du bras en spirale, qui a récemment traversé l'onde de densité, est à la fois plus chaud et plus turbulent que le gaz sur le bord avant du bras, qui aurait traversé l'onde de densité il y a plus longtemps .
"C'est ce que nous attendons de la théorie des ondes de densité", a déclaré Schinnerer. "Le gaz qui a traversé l'onde de densité plus tôt a eu le temps de se refroidir et de perdre les turbulences causées par le passage", a-t-elle ajouté.
"Nos résultats montrent, pour la première fois, comment l'onde de densité fonctionne à l'échelle nuage-nuage, et comment elle favorise et empêche la formation d'étoiles dans les bras en spirale", a déclaré Aalto.
La prochaine étape, disent les scientifiques, consiste à examiner d'autres galaxies spirales pour voir si un modèle similaire est présent. Cela devra attendre, a déclaré Schinnerer, car les émissions radioélectriques des molécules de CO qui fournissent des informations sur la température et la turbulence sont très faibles.
«Lorsque le réseau Atacama Large Millimeter Array (ALMA) sera mis en ligne, il pourra étendre ce type d'étude à d'autres galaxies. Nous sommes impatients d'utiliser ALMA pour tester le modèle d'onde de densité de manière plus approfondie », a déclaré Schinnerer. ALMA est un observatoire à ondes millimétriques qui utilisera 64 antennes paraboliques de 12 mètres de diamètre dans le désert d'Atacama au nord du Chili. Maintenant en construction, ALMA fournira aux astronomes une capacité sans précédent pour étudier l'Univers à des longueurs d'onde millimétriques.
Le Whirlpool Galaxy a été découvert par le chasseur de comètes français Charles Messier le 13 octobre 1773. Il l'a inclus comme objet numéro 51 dans son désormais célèbre catalogue d'objets astronomiques qui, dans un petit télescope, pourrait être confondu avec une comète. En 1845, l'astronome britannique Lord Rosse a découvert la structure en spirale de la galaxie. Pour les astronomes amateurs utilisant des télescopes dans des endroits dans le ciel sombre, le M51 est un objet phare.
L'Observatoire national de radioastronomie est un établissement de la National Science Foundation, exploité en vertu d'un accord de coopération par Associated Universities, Inc.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ORANO
