mercredi 6 mars 2019

La galaxie du Cigare dévoilée par le télescope volant SOFIA


M82 est une galaxie bien connue des astronomes amateurs qui aiment parcourir  la constellation de la Grande Ourse; on l'appelle la galaxie du Cigare, un nom qui lui a été donné à cause de sa forme très particulière. Elle est aussi connue pour fabriquer des étoiles à un rythme 10 fois plus élevé que notre galaxie, plutôt rare pour une galaxie proche. Une étude approfondie utilisant le télescope volant SOFIA vient de montrer que le "vent" de matière en provenance du centre de M82 est parfaitement aligné avec son champ magnétique.




Terry Jay Jones (Minnesota Institute for Astrophysics, Universtity of Minnesota) et ses nombreux collaborateurs de l'équipe HAWC+, un imageur infra-rouge ultra-performant monté sur le télescope de 2,60 m aeroporté de SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), ont observé la galaxie du Cigare à deux longueurs d'ondes différentes (53 µm et 154 µm). HAWC+ signifie High-resolution Airborne Wideband Camera-plus, c'est un imageur qui permet de faire de la polarimétrie, c'est à dire mesurer la polarisation de la lumière dans l'infra-rouge lointain, qui est directement liée au champ magnétique présent au niveau de la source d'émission. HAWC+ permet ainsi de superposer de superbes images infra-rouge montrant les zones de gaz et de poussière et l'orientation des champs magnétiques. 
Les images de polarisation à 53 µm, correspondant à une émission de poussière chaude, montrent clairement une géométrie du champ magnétique perpendiculaire au disque de M82. A 154 µm, les observations indiquent une légère évolution, avec toujours un champ magnétique perpendiculaire au disque dans la région centrale, mais plus proche d'une orientation parallèle au disque dans les régions éloignées du centre. 
Pour interpréter cette petite curiosité, Terry Jay Jones et ses collaborateurs américains et européens suggèrent que la galaxie du Cigare produit un écoulement massif de matière dans la direction polaire, orthogonalement à son disque, cette matière "emporterait" avec elle le champ magnétique sur une zone de diamètre réduite. C'est la première fois qu'un "vent" galactique émanent du centre d'une galaxie est observé étant aligné avec le champ magnétique. De plus, cet écoulement de matière transporte une quantité de gaz et de poussière importante. Elle a été estimée par les chercheurs à environ 50 millions de masses solaires.
Les observations de M82 permettent ainsi de mieux comprendre comment la matière qui va servir à former de nouvelles étoiles parvient à s'échapper des galaxies. L'incurvation du champ magnétique par l'écoulement de matière, qui avait été théorisé il y a de nombreuses années, vient ainsi d'être observé pour la première fois, et les astrophysiciens ne s'attendaient pas à trouver un alignement aussi important s'étalant sur une surface aussi grande. 
Les observations de M82 permettent ainsi de mieux comprendre comment la matière éjectée par la présence d'un grand nombre de nouvelles étoiles, et qui va servir à former de nouvelles étoiles, parvient à s'échapper des galaxies. Ils estiment qu'un tel phénomène se produisant dans les toutes premières galaxies, a dû affecter fortement leur évolution.


Source

SOFIA Far-infrared Imaging Polarimetry of M82 and NGC 253: Exploring the Supergalactic Wind
Terry Jay Jones et al.
The Astrophysical Journal Letters, Volume 870, Number 1 (4 january 2019)

Illustrations

1) Image composite de M82 (NASA/SOFIA/E. Lopez-Rodiguez; NASA/Spitzer/J. Moustakas et al.)
2) M82 imagée à deux longueurs d'ondes polarisées différentes par SOFIA (Terry Jay Jones et al.)