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Des structures mystérieuses dans le ciel ont intrigué les astronomes pendant des décennies et pourraient enfin avoir une explication.

L’éperon polaire nord et la région de l’éventail, situés de part et d’autre du ciel, pourraient être reliés par un vaste système de filaments magnétisés. Ceux-ci forment une structure ressemblant à un tunnel qui fait le tour du système solaire et de nombreuses étoiles proches.

« Si nous levions les yeux dans le ciel », a déclaré l’astronome Jennifer West de l’Université de Toronto au Canada, « nous verrions cette structure en forme de tunnel dans à peu près toutes les directions où nous regardons – c’est-à-dire, si nous avions des yeux capables de voir la lumière radio. »

Nous connaissons ces deux structures depuis un certain temps – depuis les années 1960, en fait – mais elles ont été difficiles à comprendre. En effet, il est très difficile de déterminer la distance exacte à laquelle elles se trouvent ; les distances varient entre des centaines et des milliers d’années-lumière.

Cependant, aucune analyse n’avait jamais établi de lien entre les deux structures. West et ses collègues ont pu montrer que les deux régions, ainsi que les boucles radio proéminentes dans l’espace qui les sépare, pouvaient être reliées, ce qui a permis de résoudre bon nombre des problèmes liés à ces deux structures.

« Il y a quelques années, l’un de nos co-auteurs, Tom Landecker, m’a parlé d’un article de 1965, datant des débuts de la radioastronomie. Sur la base des données brutes disponibles à l’époque, les auteurs (Mathewson & Milne) ont émis l’hypothèse que ces signaux radio polarisés pourraient provenir de notre vision du bras local de la galaxie, depuis l’intérieur de celle-ci », explique West.

« Cet article m’a incité à développer cette idée et à lier mon modèle aux données nettement meilleures que nous fournissent aujourd’hui nos télescopes. »

À l’aide de modélisations et de simulations, les chercheurs ont imaginé à quoi ressemblerait le ciel radio, si les deux structures étaient reliées par des filaments magnétiques, en jouant sur des paramètres tels que la distance pour déterminer la meilleure correspondance.

L’équipe a ainsi pu déterminer que la distance la plus probable des structures par rapport au système solaire est d’environ 350 années-lumière, ce qui correspond à certaines des estimations les plus proches. Cela inclut une estimation de la distance de l’éperon polaire nord plus tôt cette année, basée sur les données Gaia, qui a révélé que la quasi-totalité de l’éperon se trouve à moins de 500 années-lumière.

La longueur totale du tunnel modélisé par West et son équipe est d’environ 1 000 années-lumière.

Ce modèle est en accord avec un large éventail de propriétés observationnelles de l’éperon polaire nord et de la région de l’éventail, notamment la forme, la polarisation du rayonnement électromagnétique (c’est-à-dire la façon dont l’onde est tordue) et la luminosité.

« C’est un travail extrêmement intelligent », a déclaré l’astronome Bryan Gaensler de l’Université de Toronto.

Lorsque Jennifer m’a présenté cette idée pour la première fois, j’ai pensé qu’elle était trop « extravagante » pour être une explication possible. Mais elle a finalement réussi à me convaincre ! Maintenant, je suis impatient de voir comment le reste de la communauté des astronomes va réagir. »

D’autres travaux sont nécessaires pour confirmer les résultats, puis modéliser la structure plus en détail. Mais cela pourrait aider à résoudre un mystère encore plus grand : la formation et l’évolution des champs magnétiques dans les galaxies, et la façon dont ces champs sont maintenus. Selon les chercheurs, cela pourrait également fournir un contexte pour la compréhension d’autres structures magnétiques filamentaires trouvées autour de la galaxie.

L’équipe prévoit d’effectuer une modélisation plus complexe, mais, selon eux, des observations plus sensibles et à plus haute résolution permettraient de révéler des détails cachés qui montrent comment la structure s’intègre dans le contexte galactique plus large.

« Les champs magnétiques n’existent pas de manière isolée. Ils doivent tous être connectés les uns aux autres. La prochaine étape consiste donc à mieux comprendre comment ce champ magnétique local se connecte à la fois au champ magnétique galactique à plus grande échelle et aux champs magnétiques à plus petite échelle de notre Soleil et de la Terre », a déclaré M. West.

« Je pense que c’est tout simplement génial d’imaginer que ces structures sont partout, chaque fois que nous regardons dans le ciel nocturne ».

La recherche doit paraître dans The Astrophysical Journal, et est disponible sur arXiv.

Crédit image de couverture : Observatoire fédéral de radioastrophysique/Télescope Villa Elisa/ESA/Collaboration Planck/Stellarium/J. West

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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