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Jan 01, 2024

Comment les champs magnétiques contrôlent la croissance galactique

L'énorme échafaudage de notre galaxie est façonné par des champs magnétiques complexes

L'énorme échafaudage de notre galaxie est façonné par des champs magnétiques complexes

Le disque rotatif de gaz et de poussière de la Voie lactée donne naissance à de gracieux bras spiraux, qui constituent les sites de formation d'étoiles les plus actifs de la galaxie. Aujourd'hui, des chercheurs utilisant un télescope embarqué dans l'atmosphère terrestre ont découvert un mécanisme expliquant comment les champs magnétiques façonnent la naissance des étoiles dans les filaments denses, ou "os", qui se frayent un chemin à travers ces bras.

Le nouveau travail décrit comment les champs magnétiques à l'échelle de la galaxie, en fonction de leur orientation et de leur force, peuvent à la fois canaliser le matériau d'une zone à une autre et empêcher la poussière et le gaz qui composent les régions les plus denses de s'effondrer sous l'effet de la gravité. Ces processus atténuent la formation d'étoiles; sans eux, nous aurions un ciel nocturne beaucoup plus lumineux que celui que nous voyons aujourd'hui.

Les observations au télescope au sol en 2015 ont confirmé les propriétés physiques des os de gaz et de poussière qui bordaient les bras de la Voie lactée. Mais les chercheurs ne connaissaient pas le rôle précis des champs magnétiques dans l'activité de formation d'étoiles à plus petite échelle. "Nous savions que les os existaient, mais à l'époque, il n'y avait aucun moyen de cartographier les détails de leur structure magnétique", explique Simon Coudé, chercheur postdoctoral à la Worcester State University et au Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian. Coudé a présenté les nouvelles découvertes lors de la réunion d'hiver 2023 de l'American Astronomical Society.

Pour ce travail, les chercheurs déterminent la direction à petite échelle de ces champs magnétiques en mesurant l'alignement des particules de poussière. Plus précisément, ils quantifient comment les propriétés magnétiques aident à empêcher le gaz et la poussière dans les os massifs de s'effondrer pour former des étoiles. Avec les données des instruments embarqués à bord du télescope SOFIA embarqué sur Boeing-747 au cours de ses dernières années d'activité, "nous avons pu visualiser la structure du champ dans les nuages ​​en formation d'étoiles sur de vastes étendues de la galaxie", a déclaré Coudé.

Une carte osseuse de ce projet a montré que les champs magnétiques avaient tendance à être perpendiculaires à la longueur de l'os dans les zones denses de naissance active d'étoiles et plus parallèles ailleurs. Cela pourrait signifier que les champs parallèles des régions moins denses alimentent en matériaux les plus denses, où les champs sont suffisamment forts pour limiter l'effondrement gravitationnel malgré le matériau supplémentaire de formation d'étoiles, selon les chercheurs. Ils ont également trouvé des champs magnétiques le long d'autres os galactiques suffisamment puissants pour freiner la formation d'étoiles dans toutes les zones sauf les plus actives.

"Nous savons que des galaxies entières sont imprégnées de champs magnétiques. Nous voyons maintenant les structures de ces champs dans les régions les plus denses, où elles sont sensibles à la formation d'étoiles", explique Enrique Lopez-Rodriguez, astronome extragalactique à l'Institut Kavli pour Particle Astrophysics & Cosmology à l'Université de Stanford, qui n'a pas participé à l'étude. En fin de compte, ajoute-t-il, cela conduira à comprendre comment l'équilibre entre la gravité et les champs magnétiques à grande échelle dicte la formation d'étoiles aux plus petites échelles, dans d'autres galaxies ainsi que dans la nôtre.

Cet article a été initialement publié sous le titre "Star Magnet" dans Scientific American 328, 4, 20 (avril 2023)

doi:10.1038/scientificamerican0423-20

Rachel Berkowitz est un rédacteur scientifique indépendant et un éditeur correspondant pour Physics Magazine. Elle est basée à Vancouver, en Colombie-Britannique, et à Eastsound, Wash.

Laura Helmuth

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David Verhoeven et The Conversation US

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