Partager:
10 mystères galactiques de la voie lactée
L'espace est plein de mystères. Des questions auxquelles nous devons encore répondre au sujet des étoiles aux planètes et aux lunes de notre propre système solaire, il y a beaucoup de choses à faire avec nos télescopes. Pourtant, certains mystères sont encore plus nombreux et les suivants sont littéralement galactiques.
10 Lieu de naissance du soleil
Les étoiles comme notre soleil naissent en groupes avec d'autres étoiles similaires. Ces frères et soeurs stellaires proviennent du même nuage de gaz et ont donc la même composition chimique. Pourtant, nous avons examiné 100 000 étoiles à moins de 325 années-lumière de la Terre et n'en avons trouvé que deux qui correspondent au Soleil. Notre soleil est seul, ce qui signifie qu'il a été expulsé ou sorti de son amas il y a 4,5 milliards d'années.
Messier 67 est un bon candidat pour son lieu de naissance. Il s'agit d'un groupe de la constellation du Cancer situé à environ 2 900 années-lumière de la Terre. Les étoiles ont un âge, une température et une chimie similaires à ceux de notre soleil. Cependant, des astrophysiciens de l'Université nationale autonome du Mexique ont effectué des simulations en 2012 et ont découvert que M67 ne fonctionnait tout simplement pas.
Le Soleil aurait eu besoin d'un alignement improbable de plusieurs étoiles massives pour le chasser, et la vitesse nécessaire aurait déchiré le disque planétaire, empêchant la Terre de se former. De plus, le mouvement vertical de M67 dans le plan galactique est cinq fois plus grand que celui du Soleil, et ils devraient être identiques.
Il est possible que la grappe du soleil n'existe tout simplement plus et que tous ses cousins se soient séparés. Une autre hypothèse est qu’elle vienne du plus proche du centre de la galaxie, où se trouvent de nombreuses étoiles semblables au Soleil.
La meilleure chance de trouver la réponse est le satellite européen Gaia. Lancé en 2013, Gaia cartographie la composition chimique d'un milliard d'étoiles. La mission devrait s'achever d'ici 2018 et donnera des connaissances sans précédent sur l'évolution de la galaxie.
9Waves Made Of Stars
Les découvertes en astronomie ne se font souvent pas simplement en regardant au télescope et en regardant ce qui est là. Parfois, un observatoire produit une vaste gamme de données à partir d'un morceau de ciel, et les scientifiques mettent des années à tirer des conclusions de ces informations. Le Sloan Digital Sky Survey est l'un de ces projets. À l'aide d'un télescope au Nouveau-Mexique, il a passé la dernière décennie à observer 930 000 galaxies, 120 000 quasars et près d'un demi-million d'étoiles dans la Voie lactée.
À l'aide de ces données, une équipe d'astronomes a remarqué quelque chose au sujet de la distribution verticale des étoiles. Celles-ci se regroupent souvent et l’équipe a remarqué que 300 000 étoiles ressemblaient à une onde sonore. Ils ont inventé le terme «cosmosismologie» pour leur article, suggérant que quelque chose avait causé la galaxie à «sonner comme une cloche».
L'explication la plus probable est que quelque chose est entré en collision et a traversé notre galaxie au cours des 100 derniers millions d'années. Les chercheurs n’ont pas été en mesure de déterminer ce qu’il aurait pu être une galaxie naine ou peut-être une structure de matière noire. Il s’agit peut-être de multiples événements, et ils notent même que la vague peut être le résultat de quelque chose en cours.
Une fois encore, les chercheurs espèrent que les milliards d'étoiles cartographiées par Gaia apporteront des réponses. Ils soupçonnent qu'il existe peut-être un riche motif de structures d'ondes cachées dans toute la galaxie, ce qui ouvrira une nouvelle fenêtre sur son histoire.
8 nuages à haute vélocité
Des nuages à grande vitesse (HVC) ont été découverts en 1963. Ces collectes de gaz interstellaire se déplacent à différentes vitesses et directions selon la rotation de la Voie lactée, avec une distance d'au moins 50 km (32 mi) par seconde. Ils sont principalement composés d'hydrogène et on pense qu'ils tombent dans la galaxie depuis l'espace intergalactique. D'où ils viennent, cependant, reste à résoudre.
Jan Oort, l'un des découvreurs des nuages, a suggéré que le gaz est un vestige de la formation de la galaxie. Une autre explication est que le gaz éjecté de la voie lactée retombe sous forme de fontaine galactique. Si c'était le cas, la montée du gaz serait difficile à détecter en raison de tous les autres matériaux qui la gênent.
Le matériau peut provenir d’objets en orbite autour de notre galaxie. L'un de ces objets est le Complexe H, une petite galaxie elle-même, supposément en orbite rétrograde autour de la Voie Lactée. En se déplaçant, il excrète des gaz dans notre galaxie.
Un HVC, Smith's Cloud, se déplace vers le disque de la Voie lactée à environ 73 km par seconde et fusionnera avec notre galaxie dans environ 27 millions d'années. Sa trajectoire suggère qu'il est déjà passé par la voie lactée il y a 70 millions d'années. Cela aurait dû déchirer le nuage et les scientifiques pensent qu'un halo de matière noire l'aurait peut-être maintenu.
7 nuages magellaniques
Les nuages magellaniques sont des galaxies compagnons de la Voie lactée, découvertes lors du voyage pionnier de Ferdinand Magellan dans le monde entier au XVIe siècle. Le grand nuage magellanique est situé à 14 000 années-lumière et à environ 160 000 années-lumière de la Terre. Le petit nuage magellanique a la moitié du diamètre de son cousin mais 30 000 années-lumière plus loin. À titre de comparaison, la Voie lactée a 140 000 années-lumière de diamètre.
Les nuages ont 13 milliards d’années et on pense qu’ils gravitent autour de la Voie Lactée. Cependant, les mesures prises par Hubble suggèrent qu’elles se déplacent deux fois plus vite que prévu. Si c'est le cas, la Voie Lactée ne devrait pas être assez massive pour les maintenir en orbite. Savoir si elles sont en orbite est devenu un nouveau mystère. S'ils le sont, cela signifie que la Voie Lactée pourrait être deux fois plus massive que prévu.
Que les nuages soient là pour rester ou simplement pour passer, ils attirent beaucoup de mystère. Les scientifiques ont récemment résolu une question qui durait depuis quatre décennies au sujet de la source du Magellanic Stream, un ruban de gaz qui s'étend à mi-chemin autour de la Voie lactée.Ils ont découvert que la plus grande partie de ce nuage provenait du plus petit nuage, bien que les niveaux d'oxygène et de soufre dans les régions les plus récentes correspondent au nuage plus large.
En 2007, le télescope australien Parkes a capté une rafale d’ondes radio tout en examinant le petit nuage. La puissance derrière l'explosion indique un événement extrême, tel qu'une collision d'étoiles à neutrons ou la mort d'un trou noir. Il vient presque certainement de plus loin que le nuage, mais sa source exacte reste une énigme.
6Galaxy X
La théorie du complot astronomique la plus populaire est l’existence de «Planète X». Elle suggère qu’une planète de la taille de Jupiter gravite autour du Soleil sur une orbite erratique, suivie secrètement par la NASA. Bien que cette idée pose de nombreux problèmes, il existe une possibilité très réelle d’existence du «Galaxy X». C’est une galaxie naine située de l’autre côté de la Voie lactée que nous ne pouvons pas voir à cause du gaz. et la poussière dans le chemin. Galaxy X pourrait contenir jusqu'à 85% de matière noire.
L'astronome théorique de l'UC Berkeley, Sukanya Chakrabarti, mène la chasse. Elle a mis au point une méthode de recherche des galaxies noires en examinant les ondulations dans la distribution de l'hydrogène gazeux dans les galaxies spirales. Le gaz hydrogène s’étendant jusqu’à cinq fois plus loin du centre de la galaxie que la région peuplée d’étoiles. Les galaxies en orbite créeront donc des ondulations dans le gaz.
Chakrabarti prédit que le Galaxy X aura une masse d'environ un centième de celle de la Voie Lactée. La méthode pour trouver la galaxie cachée a été testée sur d’autres galaxies avec un compagnon connu et permet de trouver des corps dix fois plus gros que ceux-là.
5Le problème du lithium
Le problème du lithium est l’un des problèmes de la cosmologie de longue date. Le lithium est le troisième élément le plus léger de l'univers, après l'hydrogène et l'hélium, et les modèles du Big Bang prédisent les niveaux de ces éléments que nous devrions nous attendre à trouver. Ces modèles fonctionnent pour tout sauf le lithium.
Dans les étoiles les plus anciennes de la Voie lactée, l'isotope lithium-7 se situe à environ un tiers des niveaux attendus. Le lithium 6 apparaît environ 1 000 fois trop, bien qu'il soit beaucoup plus difficile à compter.
Aucune explication n'a fonctionné. Les réponses potentielles éliminent la quantité d'autres éléments. Et le problème est devenu encore plus difficile. Un article de 2008 sur l’astrophysique a reflété ce que les cosmologues ont à dire avec le titre Une pilule amère: le problème primordial du lithium s'aggrave.
Des recherches suggérant que la galaxie primitive était peuplée de microquasars ajoutés aux malheurs. Ces trous noirs miniatures produisent des jets de plasma très chaud avec suffisamment d’énergie pour fondre l’hydrogène en hélium. En 2012, une équipe de Suède et d'Allemagne a calculé que si 1% des microquasars de la Voie lactée produisaient du lithium-7, ils produiraient une quantité similaire à celle attendue du Big Bang. En bref, les microquasars rendent le problème du lithium deux fois plus important.
Une explication récente repose sur l'existence d'axions, une particule théorique de matière noire. Les prévisions de niveaux de lithium-7 dépendent des calculs de la quantité de lumière dans l'univers primitif. Ceci est élaboré à partir du fond cosmique des micro-ondes, apparu après environ 380 000 ans. Les axions auraient pu refroidir les photons à cette époque, ce qui nous aurait amené à sous-estimer les niveaux de lumière et donc à surestimer le lithium-7.
C'est loin d'être une réponse, car cela impliquerait l'existence de deux fois plus de neutrinos que nous avons détectés actuellement. En plus de cela, les axions ne sont même pas le candidat idéal pour expliquer la matière noire - et peuvent ne pas exister du tout.
4Galactic Warp
Dans de nombreuses galaxies, la poussière et les gaz entre les étoiles sont concentrés en une mince couche. Notre voie lactée ne fait pas exception. «Thin» est relatif, bien sûr: le disque a environ 240 années-lumière d'épaisseur à ses points les plus minces, mais cela ne représente toujours qu'une infime fraction de la largeur de la galaxie. Nous nous trouvons au plus profond de cette couche, qui est presque entièrement constituée d’hydrogène atomique et d’hélium.
Certains de ces disques sont plats, mais beaucoup d’entre eux sont courbés et courbés. Ceci est connu comme chaîne galactique. Certaines ressemblent au signe intégral utilisé dans le calcul ou à une lettre S étirée. Certaines sont en forme de U et d'autres ne présentent aucune symétrie. Plusieurs choses peuvent causer les chaînes. En fait, il semble probable qu’il y ait un processus en cours, car les modèles suggèrent que les chaînes s’effondreraient naturellement avec le temps si les galaxies se formaient simplement de cette façon.
Dans la Voie Lactée, le disque est plat par rapport au plan de la galaxie où nous sommes. Dans un sens, il se courbe au nord du plan galactique, alors que dans le sens opposé, il s’abaisse avant de remonter à la fin. À bien des égards, cela ressemble à une vague.
Les scientifiques de l'UC Berkeley ont pu décrire le Warp comme une combinaison de trois vibrations dans le disque. Le premier est un battement des bords, combiné à une onde sinusoïdale ressemblant à la peau d'un tambour et à une oscillation en forme de selle. Ensemble, ils donnent à notre galaxie une note de 64 octaves au-dessous du do médian.
Ils croient qu'une explication probable est le résultat des nuages magellaniques qui traversent le halo de matière sombre autour de la Voie Lactée. L'interaction des nuages avait déjà été écartée, car on pensait qu'ils manquaient de masse pour provoquer le gauchissement. Les chercheurs suggèrent qu'une vibration dans le halo lorsque les nuages le traversent, semblable au sillage d'un navire, pourrait résonner à travers la galaxie et provoquer la déformation du disque.
Bandes interstellaires 3Diffuse
Depuis sa découverte au 19ème siècle, la spectroscopie est l’une des techniques les plus importantes en astronomie. Cela implique d'examiner la longueur d'onde du rayonnement provenant d'objets dans l'espace pour déterminer, entre autres, de quoi ils sont faits.Chaque atome et chaque molécule absorbe différentes longueurs d'onde de lumière. En examinant les schémas de lumière qui nous parviennent, nous pouvons comprendre ce qui est traversé.
En 1922, l'astronome Mary Lea Heger a observé des bandes qui ne correspondaient à rien de ce que nous savions. Les scientifiques ont conclu que ces bandes étaient le résultat de quelque chose dans l'espace interstellaire, mais ils n'avaient aucune idée de quoi.
Des centaines de bandes ont été découvertes dans les spectres infrarouge, ultraviolet et visible. La cause de ces bandes interstellaires diffuses est devenue le «problème spectroscopique classique du XXe siècle». Les livres étaient remplis de spéculations, couvrant «toutes les formes imaginables de la matière». autant que 10 pour cent du carbone de la galaxie.
En 2011, des bandes interstellaires diffuses ont été trouvées pour la première fois dans la direction du cœur de la Voie lactée. Cela donne un indice: cela signifie que les molécules peuvent apparemment résister à l'environnement hostile du centre de notre galaxie. Les nouvelles bandes se sont également trouvées plus loin que jamais dans le spectre infrarouge.
Thomas Geballe, un astronome travaillant à Hawaii, espère que les nouvelles observations permettront à la communauté scientifique de se rapprocher de la réponse. Les molécules pourraient en fait donner un indice sur les origines de la vie, car les bandes pourraient provenir de produits chimiques complexes qui ont contribué à ensemencer la Terre.
2Hypervélocités étoiles
La plupart des étoiles gravitent autour du centre galactique à peu près à la même vitesse que notre soleil, environ 230 km par seconde. Pourtant, certaines étoiles, environ une sur chaque milliard, voyagent trois fois plus vite que cela. Ils sont connus comme des étoiles d'hypervélocité. La première a été découverte par les astronomes du Centre d’astrophysique Harvard-Smithsonian en 2005, mais nous en avons depuis retrouvé des dizaines.
La chose intéressante à leur sujet est qu’elles se déplacent si rapidement qu’elles peuvent échapper à l’orbite de la galaxie. La chose mystérieuse à leur sujet est la source de cette vitesse.
HE 0437-5439, l’un des plus rapides jamais découverts, aurait un passé compliqué. La théorie est qu'un système à trois étoiles passe au centre de la galaxie, lorsque le trou noir central a arraché une étoile. Cela a fait fuir les deux autres, qui ont ensuite fusionné pour former le géant bleu extrêmement chaud qui sort de la Voie lactée à raison de 2,5 millions de kilomètres à l'heure.
L'étoile hypervélocale la plus proche de la Terre, LAMOST-HVS1, a peut-être également été éjectée par une interaction avec le trou noir central. Mais cela pourrait provenir du disque, indiquant un trou noir de poids moyen dans notre galaxie. Ils se situent quelque part entre les trous noirs supermassifs et ceux de masse stellaire. Un seul a jamais été observé, et ce n'est pas dans notre galaxie.
1 Willman 1
En 2004, une équipe d’astronomes de l’Université de New York a découvert un objet inhabituel lorsqu’elle examinait les données du Sloan Digital Sky Survey. Ils cherchaient des galaxies compagnes obscures pour la Voie Lactée, mais ce qu'ils ont trouvé ne correspondait pas à la boîte à galaxie. En fait, le groupe d'étoiles ne rentre dans aucune case.
Il s’appelait SDSSJ1049 + 5103, ou Willman 1 en abrégé. Il gravite autour de 120 000 années-lumière de la Voie Lactée. Ce peut être une galaxie naine, ou peut-être un amas globulaire, mais les deux théories posent problème. Les amas globulaires ont généralement plusieurs centaines de milliers d'étoiles, alors que Willman 1 en compte moins de mille. Il s’agit peut-être d’une grappe d’une galaxie plus petite, décrite par un physicien comme s’inscrivant dans notre galaxie «comme un petit acarien qui chevauche une puce alors qu’il se verrouille à son tour sur un énorme chien».
Si c'est une galaxie plutôt qu'un cluster, cela peut jeter une clé dans les travaux pour une autre théorie. Des simulations informatiques des origines de la Voie Lactée indiquent qu'il devrait y avoir des centaines de petites galaxies à proximité, mais seulement 20 ont été trouvées. Une explication à cela est qu'une masse de moins de 10 millions de soleils est trop peu pour produire de nombreuses étoiles, rendant les galaxies invisibles.
Les observations ultérieures de Willman 1 suggèrent que sa masse ne représente qu’environ un demi-million de soleils, bien en deçà de cette limite. Il est possible que Willman 1 contienne de la matière noire ou que de la masse ait été enlevée. Quoi qu'il en soit, c'est un groupe d'étoiles qui fournit actuellement beaucoup plus de questions que de réponses.