Le coupable de la fracture de l’os le plus dense du centre de notre galaxie a été trouvé.

Le centre de notre galaxie, la Voie Lactée, est un endroit animé, regorgeant d'étoiles et dominé par un trou noir supermassif, Sagittarius A* . Et là, au milieu des puissants champs magnétiques qui régulent la production d'étoiles, les astronomes observent depuis des années d'énormes structures allongées, semblables à des « os » cosmiques. Il s’agit de longs filaments de gaz, connus pour jouer un rôle crucial dans la formation des étoiles.

Mais ce ne sont pas de simples curiosités cosmiques. Au contraire, les « os » jouent un rôle actif dans la dynamique galactique. Ils agissent en fait comme des ponts reliant les bras spiraux de la Voie lactée , où la densité de gaz est la plus élevée, aux régions où la formation d'étoiles est en cours. De plus, leurs propriétés cinématiques (la façon dont ils se déplacent) sont similaires à celles des nuages ​​moléculaires en général, ce qui en fait des objets d’étude particulièrement précieux pour les astronomes.

Pour mieux comprendre l’importance de cette découverte, on peut imaginer la galaxie comme une vaste métropole dont les bras spiraux sont ses principales avenues. Le long d'eux, et parfois les reliant, se trouvent de gigantesques nuages ​​moléculaires, berceaux où naissent les étoiles . Et à l'intérieur de ces nuages, il existe des régions encore plus denses et plus filamenteuses, les « os » susmentionnés, qui sont les structures les plus denses associées aux bras spiraux, dont une vingtaine ont été identifiées jusqu'à présent.

Or, l'un de ces os en particulier, surnommé le « Serpent du Centre Galactique » en raison de sa forme, a attiré l'attention des scientifiques. Cette énorme structure allongée, qui s'étend sur 230 années-lumière de diamètre, présente une caractéristique déconcertante : elle semble être « fracturée » en deux endroits différents.

Après avoir analysé des données récentes obtenues par l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA et divers radiotélescopes, une équipe de chercheurs vient de proposer une explication surprenante à ces « fractures ». Leurs recherches, récemment publiées dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , suggèrent que le coupable derrière cette déformation cosmique pourrait être une collision à grande vitesse avec un pulsar, une étoile à neutrons hautement magnétisée.

Le Serpent du Centre Galactique (également connu sous le nom de G359.13) est remarquable pour sa longueur et sa luminosité dans les ondes radio. Mais ce qui le différencie vraiment des autres filaments, ce sont les deux « bosses » ou « fractures » qu’il présente à deux endroits différents. Ces déformations, très significatives dans leur structure magnétisée linéaire, qui s'étend normalement perpendiculairement au plan galactique, ont intrigué les astronomes pendant des années.

« Le Serpent », écrivent les auteurs dans leur étude, « est un remarquable filament radio situé au centre galactique, dont la morphologie est caractérisée par deux cassures sur toute sa longueur. Les cassures majeure et mineure sont situées là où le filament est le plus déformé et ressemble le moins à une structure linéaire magnétisée perpendiculaire au plan galactique. »

Pour percer le mystère, les chercheurs ont méticuleusement analysé les données radio et rayons X du Serpent cosmique. Et juste à l'endroit de l'une des « fractures », ils ont identifié une source lumineuse à la fois de rayons X et d'ondes radio. Après une analyse exhaustive de ses propriétés, ils sont arrivés à la conclusion surprenante que le coupable derrière la déformation est très probablement un pulsar se déplaçant rapidement.

Un pulsar est une étoile à neutrons en rotation rapide qui émet des faisceaux de rayonnement électromagnétique à partir de ses pôles magnétiques. Ces étoiles incroyablement denses sont le résultat de l’effondrement gravitationnel d’étoiles massives à la fin de leur vie, lors d’événements connus sous le nom de supernovae. Mais seules les étoiles les plus massives laissent derrière elles un trou noir lorsqu’elles explosent en supernovae. Lorsque ces étoiles ne sont pas assez grandes, ce qui est souvent le cas, la gravité ne suffit pas à provoquer l'effondrement de l'étoile entière et sa compression en un seul point, mais elle suffit à provoquer l'écrasement de sa masse dans une sphère beaucoup plus petite et extraordinairement compacte, une étoile à neutrons. Certains d'entre eux, propulsés par les explosions elles-mêmes, commencent à tourner très rapidement sur eux-mêmes et sont lancés à des vitesses prodigieuses à travers l'espace. Ce sont ce que nous appelons des pulsars.

Les calculs des chercheurs suggèrent que ce pulsar intrus a impacté le filament Serpent à une vitesse relative étonnante, estimée entre 1,6 et 3,2 millions de kilomètres par heure. Cette collision cosmique a probablement perturbé le champ magnétique interne de l'os galactique, ce qui a à son tour déformé le signal radio qu'il émet. De plus, l’interaction aurait accéléré les électrons et leurs antiparticules d’antimatière, les positons, à des énergies extrêmement élevées, ce qui en ferait une source supplémentaire des signaux observés.

« La luminosité radio et le spectre raide de la source compacte sont compatibles avec un pulsar », écrivent les chercheurs. Nous montrons également un aplatissement du spectre et une augmentation de l'émissivité synchrotron loin de la position de la cassure principale le long du Snake, suggérant l'injection de particules relativistes.

L'émission synchrotron se produit lorsque des particules chargées, telles que des électrons, se déplacent à des vitesses proches de celle de la lumière en présence d'un champ magnétique, libérant de l'énergie sous forme de rayonnement électromagnétique. L’augmentation de cette émission loin du point d’impact principal soutient l’idée que la collision a dispersé des particules énergétiques le long de l’ensemble du filament.

Les chercheurs soutiennent donc que la « fracture » principale du Serpent a été provoquée directement lorsque cet objet à grande vitesse a « frappé » le filament, déformant sa structure magnétique et générant l'émission de rayons X détectée.

Il est intéressant de noter qu’ils suggèrent également que la « fracture » secondaire pourrait avoir été causée par l’impact du même objet à grande vitesse qui a produit la déformation primaire. C’est comme si l’onde de choc de la collision initiale avait résonné à travers le filament, créant une seconde perturbation.

Bien que cette nouvelle recherche offre une explication convaincante au mystère de la « fracture » du Serpent Cosmique, les scientifiques soulignent que davantage d’observations sont nécessaires pour confirmer pleinement ce scénario. « De futures images radio et rayons X sensibles et à haute résolution examineront l’interaction que nous décrivons ici », concluent les chercheurs. Ces mesures fourniront des informations sur l’origine de l’un des filaments radio les plus remarquables du centre galactique.

Garder un œil sur ce gigantesque « serpent » cosmique qui, à 26 000 années-lumière de la Terre, s'étend au cœur de notre galaxie, reste donc une priorité pour les astronomes. Comprendre les processus qui façonnent ces structures et les forces qui agissent sur elles nous permet d’approfondir la dynamique complexe et fascinante de la Voie lactée. Les observations futures promettent de révéler encore plus de secrets sur cet énigmatique « os » cosmique et sur les rencontres violentes qui peuvent se produire dans le cœur galactique surpeuplé.