Depuis le XVIIIe siècle, les astronomes savent que notre système solaire est intégré dans un vaste disque d'étoiles et de gaz connu sous le nom de galaxie de la voie lactée. Depuis ce temps, les plus grands esprits scientifiques ont tenté d'obtenir des mesures de distance précises afin de déterminer à quel point la Voie lactée est grande. Cela n'a pas été une tâche facile, car le fait que nous soyons intégrés au disque de notre galaxie signifie que nous ne pouvons pas le voir de face.
Mais grâce à une technique éprouvée appelée parallaxe trigonométrique, une équipe d'astronomes du Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) à Bonn, en Allemagne, et du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) ont récemment pu mesurer directement la distance du côté opposé de la Voie lactée. En plus d'être une première historique, cet exploit a presque doublé le record précédent de mesures de distance dans notre galaxie.
L'étude qui décrit cette réalisation, intitulée «Cartographie de la structure en spirale de l'autre côté de la Voie lactée», a récemment paru dans la revue Science. Dirigée par Alberto Sanna, un chercheur de l'Institut Max Planck de radioastronomie, l'équipe a consulté les données du très long réseau de base de l'observatoire national de radioastronomie (VLBA) pour déterminer la distance jusqu'à une région de formation d'étoiles de l'autre côté de notre galaxie. .
Pour ce faire, l'équipe s'est appuyée sur une technique appliquée par Freidrich Wilhelm Bessel en 1838 pour mesurer la distance jusqu'à l'étoile 61 Cygni. Connue sous le nom de parallaxe trigonométrique, cette technique consiste à visualiser un objet des côtés opposés de l'orbite terrestre autour du Soleil, puis à mesurer l'angle du décalage apparent de la position de l'objet. De cette façon, les astronomes peuvent utiliser la trigonométrie simple pour calculer la distance à cet objet.
En bref, plus l'angle mesuré est petit, plus la distance à l'objet est grande. Ces mesures ont été effectuées à l'aide des données du Bar and Spiral Structure Legacy Survey (BeSSeL) Survey, qui a été nommé en l'honneur de Freidrich Wilhelm Bessel. Mais alors que Bessel et ses contemporains ont été forcés de mesurer la parallaxe à l'aide d'instruments de base, le VLBA dispose de dix antennes paraboliques réparties en Amérique du Nord, à Hawaï et dans les Caraïbes.
Avec un tel réseau à sa disposition, le VLBA est capable de mesurer les parallaxes avec mille fois la précision de celles effectuées par les astronomes au temps de Bessel. Et plutôt que d'être confiné aux systèmes stellaires voisins, le VLBA est capable de mesurer les angles minuscules associés à de vastes distances cosmologiques. Comme Sanna l'a expliqué dans un récent communiqué de presse MPIfR:
«En utilisant le VLBA, nous pouvons maintenant cartographier avec précision toute l'étendue de notre Galaxy. La plupart des étoiles et des gaz de notre Galaxie se trouvent dans cette distance nouvellement mesurée du Soleil. Avec le VLBA, nous avons maintenant la capacité de mesurer suffisamment de distances pour tracer avec précision les bras en spirale de la galaxie et apprendre leurs vraies formes. "
Les observations VLBA, qui ont été effectuées en 2014 et 2015, ont mesuré la distance jusqu'à la région de formation d'étoiles connue sous le nom de G007.47 + 00.05. Comme toutes les régions de formation d'étoiles, celle-ci contient des molécules d'eau et de méthanol, qui agissent comme des amplificateurs naturels des signaux radio. Il en résulte des masers (l'équivalent des ondes radioélectriques des lasers), un effet qui fait apparaître les signaux radio lumineux et facilement observables avec les radiotélescopes.
Cette région est située à plus de 66 000 années-lumière de la Terre et de l'autre côté de la Voie lactée, par rapport à notre système solaire. Le record précédent pour une mesure de parallaxe était d'environ 36 000 années-lumière, soit environ 11 000 années-lumière de plus que la distance entre notre système solaire et le centre de notre galaxie. Comme l'explique Sanna, cette réalisation en radioastronomie permettra des levés qui vont beaucoup plus loin que les précédents:
«La plupart des étoiles et des gaz de notre Galaxie se trouvent dans cette distance nouvellement mesurée du Soleil. Avec le VLBA, nous avons maintenant la capacité de mesurer suffisamment de distances pour tracer avec précision les bras en spirale de la galaxie et apprendre leurs vraies formes. "
Des centaines de régions de formation d'étoiles existent dans la Voie lactée. Mais comme Karl Menten - un membre du MPIfR et co-auteur de l'étude - l'a expliqué, cette étude était importante en raison de l'endroit où celle-ci est située. «Nous avons donc beaucoup de« bornes »à utiliser pour notre projet de cartographie», a-t-il déclaré. "Mais celui-ci est spécial: en regardant tout le long de la Voie lactée, au-delà de son centre, jusqu'à l'autre côté."
Dans les années à venir, Sanna et ses collègues espèrent effectuer des observations supplémentaires sur G007.47 + 00.05 et d'autres régions lointaines de formation d'étoiles de la Voie lactée. En fin de compte, l'objectif est d'acquérir une compréhension complète de notre galaxie, si précise que les scientifiques pourront enfin imposer des contraintes précises sur sa taille, sa masse et son nombre total d'étoiles.
Avec les outils nécessaires à portée de main, Sanna et son équipe estiment même qu'une image complète de la Voie lactée pourrait être disponible dans une dizaine d'années. Imagine ça! Les générations futures pourront étudier la Voie lactée avec la même facilité que celle qui se trouve à proximité et qu'elles peuvent voir de front. Enfin, toutes ces impressions d’artistes de notre Voie Lactée seront à l’échelle!
