Bulles, lobes et filaments sont recensés lors de cette étude, dont certaines structures pour la première fois. Ce gaz de plusieurs millions de degré est la trace d’épisodes intenses d’activité au sein de cette région complexe. Supernovae, vents d’étoiles massives et sursaut du trou noir central super-massif de la Galaxie, Sgr A*, sont évoqués pour rendre compte de l’émission X diffuse détectée par l’observatoire européen XMM-Newton.
Ces travaux, auxquels ont contribué des chercheurs du laboratoire Astroparticule et Cosmologie de Paris, du Service d’Astrophysique du CEA–Irfu de Saclay et du CSNSM d’Orsay, avec le soutien du CNES, ont conduit à l’élaboration d’un atlas des sources X diffuses de la région centrale de la Galaxie. Cette base de données sera extrêmement utile pour des études complémentaires, dans le domaine des rayons X et à d’autres longueurs d’onde. Ces résultats sont publiés dans la revue MNRAS et font l’objet d’un communiqué de presse ESA.
Le centre de la Voie lactée est l’un des laboratoires astrophysiques les plus riches tant la diversité des objets qui le composent est importante. A ce titre, les régions du centre de la Voie lactée font l’objet de nombreuses études notamment menées dans la gamme des rayons X, entre 0,1 et 10 keV. Ce domaine d’énergie est particulièrement bien adapté pour tracer la présence d’une composante essentielle et encore mal comprise de cette région, celle du gaz chaud. Afin de dresser une carte détaillée des structures diffuses à différentes échelles de cette région et en particulier de ce gaz chaud, les chercheurs ont mis à profit l’ensemble des données obtenues sur cette région du ciel par le satellite XMM-Newton, en opération depuis 1999 et ont exploité en particulier un relevé complet de la zone réalisé grâce à un large projet d'observations XMM effectué en 2012
Parmi les structures le plus intéressantes mises en évidence les chercheurs ont caractérisé des super bulles de plusieurs dizaines d’années-lumière, cavités créées par des explosions successives d’étoiles étalées sur des périodes de plusieurs dizaines de milliers d’années.
Ces mesures ont permis aux chercheurs d'évaluer le nombre de supernovae qui explosent en moyenne dans ces réuions centrales et d'en déduire le taux de formation d'étoiles, un paramètre essentiel pour décrire l'activité générale de la région.
Crédits : ESA/XMM-Newton/G. Ponti et al. 2015.
Les images obtenues mettent également en évidence deux structures ovales, des « lobes » quasi symétriques situées de part et d’autre de Sgr A*. Ces deux lobes ont une taille caractéristique d’une dizaine d’années-lumière et leur intersection à la position de Sgr A* suggère cette région comme étant à leur origine. La forte concentration dans cette zone de jeunes étoiles et de leur vent associé pourrait expliquer la structure observée mais des épisodes d’activité liés au trou noir supermassif central ne sont pas exclus, étant donné que des traces de activité de Sgr A* dans le passé ont été découvertes par la même équipe de chercheurs récemment.
Plusieurs autres structures très ténues ont été découvertes à l’occasion de ce sondage X très profond de la Galaxie dont notamment un fin filament de 15 années-lumière. A plus grande échelle, une structure évasive en forme de V située au nord de la partie centrale pourrait selon les chercheurs constituer la base d’une composante bien plus vaste (plusieurs milliers d’années-lumière) découverte par le satellite Fermi et dénommée « bulles de Fermi ».
Crédits : ESA/XMM-Newton/G. Ponti et al. 2015.
Ces travaux ont permis d’établir un catalogue détaillé des structures diffuses X des régions centrales de la Galaxie. Mis à la disposition de la communauté scientifique, il constitue un outil précieux en vue de futures études dans le domaine des rayons X mais aussi dans d’autres longueurs d’onde qui seront réalisés dans le but de mieux comprendre l’origine des différentes composantes de l’émission diffuse de cette région du ciel extrêmement complexe.
Références de l'article
The XMM-Newton view of the central degrees of the Milky Way, G. Ponti, M. R. Morris, R. Terrier, F. Haberl, R. Sturm, M. Clavel, S. Soldi, A. Goldwurm, P. Predehl, K. Nandra, G. Belanger, R. S. Warwick and V. Tatischeff, MNRAS, 19/8/2015.
Contacts
- Contact scientifique : Andrea Goldwurm, APC/CEA
- Responsable de la thématique astronomie et astrophysique : Olivier La Marle