Les astronomes pensent qu'ils viennent de trouver le bord de la galaxie de la voie lactée

Les astronomes pensent qu'ils viennent de trouver le bord de la galaxie de la voie lactée

 

Lorsque vous êtes en plein milieu de quelque chose, il est assez difficile de dire exactement quelle est sa taille. Comme la galaxie de la Voie lactée, par exemple. Nous ne pouvons pas exactement prendre une photo de l’extérieur, donc nos meilleures estimations reposent sur des mesures de distance aux objets à la périphérie.

 

Une estimation basée sur les données cartographiques de Gaia l’année dernière nous a donné un diamètre de disque d’environ 260 000 années-lumière , à donner ou à prendre. Mais, tout comme l’influence du Soleil s’étend plus loin que la ceinture de Kuiper , l’influence gravitationnelle et la densité de la Voie lactée – son halo de matière sombre invisible – s’étendent plus loin que le disque.

Combien plus loin? Eh bien, comme de nouveaux calculs l’ont constaté, un peu. Dans un nouvel article soumis aux avis mensuels de la Royal Astronomical Society et téléchargés sur arXiv , l’astrophysicien Alis Deason de l’Université de Durham au Royaume-Uni et ses collègues ont révélé un diamètre de 1,9 million de lumière -ans.

Il y a plus dans la Voie Lactée que ce que nous pouvons voir – les étoiles et le gaz tourbillonnant en orbite autour du Sagittaire A *, le trou noir supermassif au centre galactique. Nous le savons parce que les étoiles aux bords extérieurs du disque galactique se déplacent beaucoup plus rapidement qu’elles ne devraient être basées sur l’influence gravitationnelle de la matière détectable.

L’influence gravitationnelle supplémentaire donnant à cette rotation une poussée est interprétée comme provenant de matière noire – un vaste halo sphérique de l’étoffe qui enveloppe le disque galactique. Mais, comme nous ne pouvons pas détecter directement la matière noire, nous devons inférer sa présence en fonction de la façon dont elle affecte les éléments qui l’entourent.

dmhalo Diagramme schématique du halo de matière noire de notre galaxie. ( Univers numérique / Musée américain d’histoire naturelle )

C’est donc ce qu’a fait Deason et son équipe internationale de collègues.

Tout d’abord, ils ont effectué des simulations cosmologiques à haute résolution des halos de matière noire des galaxies de la Voie lactée, à la fois isolément et en analogues du Groupe local , un petit groupe de galaxies sur 9,8 millions d’années-lumière de diamètre, auxquelles appartient la Voie lactée.

Ils étaient particulièrement concentrés sur la proximité de la Voie lactée avec M31, AKA la galaxie d’Andromède, notre grand voisin le plus proche, et avec laquelle la Voie lactée doit entrer en collision dans environ 4,5 milliards d’années . Les deux galaxies sont actuellement distantes d’environ 2,5 millions d’années-lumière – suffisamment proches pour déjà interagir gravitationnellement.

À l’aide de plusieurs programmes de simulation différents, l’équipe a modélisé le halo de matière noire de la Voie lactée, en examinant la vitesse radiale – la vitesse orbitale des objets se déplaçant dans la galaxie à différentes distances – et la densité à essayer et définir le bord du halo de matière noire.

Ces simulations ont toutes montré que, au-delà du halo de matière noire, la vitesse radiale d’objets tels que les galaxies naines diminuait sensiblement.

Ils ont ensuite comparé cela à une base de données d’observations de galaxies naines autour de la Voie lactée dans le groupe local. Et, tout comme leurs simulations l’avaient prédit, il y a eu une baisse soudaine de la vitesse radiale. La distance radiale que l’équipe a calculée jusqu’à cette limite était après une distance d’environ 292 kiloparsecs – environ 950 000 années-lumière.

Doublez-le pour le diamètre, et vous obtenez un peu plus de 1,9 million d’années-lumière.

Cette distance peut encore être affinée, et devrait, puisque ce n’était pas l’objectif principal de cette recherche, mais elle aide à placer des contraintes importantes sur la Voie lactée, et pourrait trouver de telles frontières pour d’autres galaxies.

“Dans de nombreuses analyses du halo de la Voie lactée, sa limite extérieure est une contrainte fondamentale. Souvent, le choix est subjectif, mais comme nous l’avons soutenu, il est préférable de définir un bord extérieur motivé physiquement et / ou par des observations. Ici, nous avons lié la limite de la distribution de la matière noire sous-jacente au halo stellaire observable et à la population de galaxies naines », ont écrit les chercheurs dans leur article . .

La recherche a été soumise aux avis mensuels de la Royal Astronomical Society et est disponible sur arXiv .

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