Le cœur de la galaxie de la Voie lactée a toujours été une source de mystère et de fascination pour les astronomes. Cela est dû en partie au fait que notre système solaire est intégré dans le disque de la Voie lactée - la région aplatie qui s'étend vers l'extérieur à partir du noyau. Cela a rendu la vision du renflement au centre de notre galaxie assez difficile. Néanmoins, ce que nous avons pu apprendre au fil des ans s'est avéré extrêmement intéressant.
Par exemple, dans les années 1970, les astronomes ont pris conscience du trou noir supermassif (SMBH) au centre de notre galaxie, connu sous le nom de Sagittaire A * (Sgr A *). En 2016, les astronomes ont également remarqué un filament incurvé qui semblait s'étendre de Sgr A *. À l'aide d'une technique novatrice, une équipe d'astronomes du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) a récemment produit des images de cette structure de la plus haute qualité à ce jour.
L'étude qui détaille leurs découvertes, intitulée «Un filament radio non thermique connecté au trou noir galactique?», A récemment paru dans The Astrophysical Journal Letters. Dans ce document, l'équipe décrit comment ils ont utilisé le très grand réseau de l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO) pour enquêter sur le filament radio non thermique (NTF) près du Sagittaire A * - maintenant connu sous le nom de Sgr A West Filament (SgrAWF).
Comme l'a expliqué Mark Morris - professeur d'astronomie à l'UCLA et principal responsable de l'étude - dans un communiqué de presse du CfA:
«Grâce à notre image améliorée, nous pouvons maintenant suivre ce filament beaucoup plus près du trou noir central de la Galaxie, et il est maintenant suffisamment proche pour nous indiquer qu'il doit y provenir. Cependant, nous avons encore du travail à faire pour découvrir quelle est la véritable nature de ce filament. »
Après avoir examiné le filament, l'équipe de recherche a trouvé trois explications possibles à son existence. La première est que le filament est le résultat d’un afflux de gaz, qui produirait une tour verticale et rotative de champ magnétique à mesure qu’il approche et enfile l’horizon des événements de Sgr A *. À l'intérieur de cette tour, les particules produiraient des émissions radio lorsqu'elles s'accélèrent et s'enroulent autour des lignes de champ magnétique s'étendant du trou noir.
La deuxième possibilité est que le filament est un objet théorique connu sous le nom de chaîne cosmique. Ce sont essentiellement des structures cosmiques longues et extrêmement minces qui transportent des courants de masse et électriques qui sont supposés migrer des centres des galaxies. Dans ce cas, la chaîne aurait pu être capturée par Sgr A * une fois qu'elle s'est rapprochée et qu'une partie a traversé son horizon d'événements.
La troisième et dernière possibilité est qu'il n'y a pas de véritable association entre le filament et Sgr A * et le positionnement et la direction qu'il a montrés ne sont que des coïncidences. Cela impliquerait qu'il existe de nombreux filaments de ce type dans l'Univers et que celui-ci vient d'être trouvé près du centre de notre galaxie. Cependant, l'équipe est convaincue qu'une telle coïncidence est hautement improbable.
Comme Jun-Hui Zhao du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics à Cambridge, et co-auteur de l'article, a déclaré:
«Une partie du frisson de la science se heurte à un mystère difficile à résoudre. Bien que nous n'ayons pas encore la réponse, le chemin pour la trouver est fascinant. Ce résultat motive les astronomes à construire des radiotélescopes de nouvelle génération dotés d'une technologie de pointe. »
Tous ces scénarios sont actuellement à l'étude et chacun présente sa propre part d'implications. Si la première possibilité est vraie - dans laquelle le filament est provoqué par des particules éjectées par Sgr A * - alors les astronomes seraient en mesure de briller des informations vitales sur le fonctionnement des champs magnétiques dans un tel environnement. En bref, cela pourrait montrer que près d'un SMBH, les champs magnétiques sont ordonnés plutôt que chaotiques.
Cela pourrait être prouvé en examinant les particules plus éloignées de Sgr A * pour voir si elles sont moins énergétiques que celles qui en sont plus proches. La deuxième possibilité, la théorie des cordes cosmiques, pourrait être testée en effectuant des observations de suivi avec le VLA pour déterminer si la position du filament se déplace et si ses particules se déplacent à une fraction de la vitesse de la lumière.
Si ce dernier s'avérait être le cas, ce serait la première preuve que les cordes cosmiques théoriques existent réellement. Cela permettrait également aux astronomes de mener d'autres tests de relativité générale, en examinant comment la gravité fonctionne dans de telles conditions et comment l'espace-temps est affecté. L'équipe a également noté que, même si le filament n'est pas physiquement connecté à Sgr A *, le coude du filament est encore assez révélateur.
En bref, le virage semble coïncider avec une onde de choc, du genre qui serait causée par une étoile qui explose. Cela pourrait signifier que l'une des étoiles massives qui entourent Sgr A * a explosé à proximité du filament dans le passé, produisant l'onde de choc nécessaire qui a modifié le cours du gaz entrant et son champ magnétique. Tous ces mystères feront l'objet d'enquêtes de suivi menées auprès de la VLA.
Comme le co-auteur Miller Goss de l'Observatoire national de radioastronomie du Nouveau-Mexique (et co-auteur de l'étude) a déclaré: «Nous continuerons de chasser jusqu'à ce que nous ayons une explication solide pour cet objet. Et nous visons à produire des images encore meilleures et plus révélatrices. »
