mercredi 27 novembre 2019

Des champs magnétiques très réguliers dans le halo de la galaxie de la Baleine


Une équipe internationale vient de montrer pour la première fois l'existence de champs magnétiques très réguliers orientés orthogonalement au disque de la galaxie NGC 4631, plus connue sous le nom de Galaxie de la Baleine. Une étude parue dans Astronomy & Astrophysics.



C'est en observant comment les ondes radio sont polarisées, grâce au radiotélescope américain Karl Jansky Very Large Array (VLA), que Silvia Carolina Mora-Partiarroyo (Max Planck Institut für Radioastronomie, Bonn) et ses nombreux collaborateurs du consortium Continuum HAlos in Nearby Galaxies -- EVLA Survey (CHANG-ES) ont détecté comment se distribuait le champ magnétique de la galaxie de la Baleine, une galaxie spirale vue par la tranche. Et ils ont pu "voir" le champ magnétique, pas seulement à petite échelle, mais à très grande échelle, de l'ordre de quelques milliers d'années-lumière.
NGC 4631, la galaxie de la Baleine, se trouve à 25 millions d'années-lumière. Elle est légèrement plus petite que la Voie Lactée, avec 80 000 années-lumière de large. Ce que décrivent les astrophysiciens dans leur étude, c'est, pour la première fois, des champs magnétiques étonnamment cohérents jusqu'à une grande distance du plan galactique, dans le halo de la galaxie. Ces champs magnétiques montrent des lignes de champ qui sont alignées dans la même direction de part et d'autre du plan galactique. L'intensité du champ est de l'ordre de 4 microGauss au niveau du halo, ce qui est une valeur plutôt élevée qu'on trouve généralement à l'intérieur du disque des galaxies spirales et non dans leur halo. 

De plus, Mora-Partiarroyo et ses collaborateurs observent l'existence de structures magnétiques à grande échelle, qu'ils appellent des "cordes magnétiques géantes". Il s'agit de zones où les lignes de champs s'inversent périodiquement, sur de grandes échelles. Ces structures ne sont détectées que sur la partie "Nord" de la galaxie. Dans la partie Sud, le champ reste aligné sans inversions. 
C'est la première fois que ce type de phénomène est observé dans le halo d'une galaxie. Les chercheurs pensent que les champs magnétiques réguliers qui sont observés pourraient être un lien avec le champ magnétique intergalactique , dont l'origine est toujours très mal comprise. Ils pourraient ainsi apporter un élément de compréhension intéressant.
Les modélisations effectuées par les chercheurs suggèrent que les champs magnétiques observés sont constitués de structures plus petites en forme de cônes torsadés qui émaneraient des bras spiraux, et qui pourraient changer de direction le long de la galaxie. 

Il va falloir maintenant savoir si des champs magnétiques cohérents sont quelque chose de commun dans les halos galactiques ou non. La technique exploitée ici par Silvia Carolina Mora-Partiarroyo et ses collaborateurs, l'étude de la polarisation des ondes radio, devrait être efficace pour déterminer la direction des lignes de champ dans de nombreuses autres galaxies...


Source

CHANG-ES XV. Large-scale magnetic field reversals in the radio halo of NGC 4631
Silvia Carolina Mora-Partiarroyo et al.
Astronomy & Astrophysics Volume 632, (December 2019)


Illustrations

1) Emission radio polarisée de NGC 4631 (couleurs), superposée avec les directions des lignes de champ magnétique (Mora-Partiarroyo et al.)

2) Schéma du sens des lignes de champ magnétique dans le halo de NGC 4631 (Mora-Partiarroyo et al.)