Les étoiles apportent un éclairage sur les secrets magnétiques de la Voie lactée
Notre Voie lactée est une galaxie spirale plate contenant plusieurs centaines de milliards d’étoiles. Entre les deux se trouvent des nuages de gaz géants, à partir desquels les étoiles sont créées. Les nuages de gaz, et les étoiles elles-mêmes, sont composés de matière ionisée (c’est-à-dire d’atomes ayant une charge positive ou négative). Cette composition confère à la Voie lactée son champ magnétique, qui joue un rôle crucial dans des phénomènes tels que la formation d’étoiles. «Dans l’espace, ce champ magnétique se courbe et tire comme un élastique sur la matière ionisée», explique Marijke Haverkorn(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), la coordinatrice du projet MAGALOPS(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), de l’université Radboud(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) aux Pays-Bas. «Ce phénomène peut retarder, par exemple, l’effondrement d’un nuage de gaz en une étoile.»
Détecter le champ magnétique galactique
L’une des principales difficultés réside dans le fait que les astronomes ne peuvent pas voir ce champ magnétique galactique. Une façon de détecter les champs magnétiques pourrait être de mesurer leur influence sur la lumière, et en particulier sur la lumière polarisée des étoiles. «Alors que les ondes dans l’eau ne se déplacent que de haut en bas, les ondes lumineuses peuvent en principe se déplacer dans de nombreuses directions», explique Marijke Haverkorn. «Alors que la plupart des ondes lumineuses se déplacent dans toutes ces directions, la lumière polarisée ne se déplace que dans une seule direction.» Les champs magnétiques ont notamment pour effet de polariser la lumière des étoiles. En mesurant cela, nous pouvons déduire l’existence d’un champ magnétique ayant une certaine direction. Tel était l’objectif de MAGALOPS, qui a bénéficié du soutien du Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Le projet s’est appuyé sur des observations polarimétriques optiques personnalisées, soutenues par des données fournies par la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) contenant les distances entre les étoiles.
Mesurer la lumière polarisée des étoiles
Le projet comportait deux volets principaux. Tout d’abord, les données disponibles sur la polarisation ont été traitées pour tenter de construire une image 3D du champ magnétique galactique. «Nous avons prouvé la validité d’une nouvelle méthode qui inverse les mesures de polarisation pour obtenir des informations sur la localisation des nuages de gaz et la direction des champs magnétiques», ajoute Marijke Haverkorn. L’équipe du projet a également cherché à déterminer l’intensité des champs magnétiques et à identifier les types d’observations nécessaires pour les calculer avec précision. L’autre partie du projet concernait la modélisation. «Il existe de nombreux types d’observations indirectes», fait remarquer Marijke Haverkorn. «Il s’agit notamment d’observations radio des nuages de gaz et de mesures optiques des étoiles. Aucune d’entre elles ne peut cependant déterminer seule la nature du champ magnétique.» Le projet a donc construit des modèles capables de combiner différentes sources d’information. Pour ce faire, un logiciel a été développé dans le cadre du projet international IMAGINE(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Ce travail est toujours en cours», note Marijke Haverkorn.
Notre galaxie et l’univers au-delà
Marijke Haverkorn estime que MAGALOPS a jeté les bases d’une future collaboration internationale. L’équipe du projet travaille avec des partenaires brésiliens, suédois et japonais pour étudier la lumière polarisée de millions d’étoiles. «Nous savons maintenant comment interpréter et analyser ces données», dit-elle. «Nous savons qu’il est possible de dresser une carte en 3D du champ magnétique galactique.» Ce résultat contribuera à une meilleure compréhension globale de la galaxie elle-même. «Le champ magnétique est un élément très actif et dynamique», fait remarquer Marijke Haverkorn. «Ces données sont essentielles pour les modèles de formation d’étoiles, afin que nous puissions expliquer pourquoi notre nuit étoilée a cet aspect.» Pour les astronomes qui regardent au-delà de notre galaxie, ces travaux sont également cruciaux. «Pour eux, le champ magnétique galactique est une nuisance», ajoute Marijke Haverkorn. «En sachant à quoi ressemble ce champ magnétique, ils peuvent le soustraire de leurs données pour observer l’univers au-delà.»
