Astronomes découvrent des tornades spatiales au cœur de la Voie lactée
Les astronomes ont découvert des tornades spatiales en furie au cœur de la Voie lactée, à proximité du trou noir supermassif central de notre galaxie, Sagittarius A* (Sgr A*). Cette découverte offre à l’équipe une vue plus complète du cycle de création et de destruction au cœur de notre galaxie. Les chercheurs ont fait cette découverte en utilisant un réseau de radiotélescopes au Chili appelé Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), qui a amélioré notre vision du mouvement au sein de la région de la Voie lactée appelée zone moléculaire centrale (CMZ) par un facteur de 100. Notre recherche contribue au paysage fascinant du centre galactique en révélant ces filaments minces comme une partie importante de la circulation des matériaux, a déclaré Xing Lu de l’Observatoire astronomique de Shanghai dans une déclaration. Nous pouvons les envisager comme des tornades spatiales : ce sont des flux violents de gaz, ils se dissipent rapidement et distribuent efficacement des matériaux dans l’environnement. La CMZ abrite depuis longtemps des nuages tourbillonnants de poussière et de molécules qui sont constamment soumis à un cycle de création et de destruction. Cependant, le mécanisme qui alimente ce processus était enveloppé de mystère. Lorsque nous avons vérifié les images ALMA montrant les jets, nous avons remarqué ces filaments longs et étroits décalés spatialement par rapport à toutes les régions de formation d’étoiles, a déclaré Kai Yang de l’Université Jiao Tong de Shanghai dans la même déclaration. Contrairement à tout ce que nous connaissons, ces filaments nous ont vraiment surpris. Depuis lors, nous nous sommes demandé ce qu’ils sont. Les chercheurs ont utilisé ALMA pour suivre les molécules, les utilisant comme traceurs pour divers processus se produisant dans les nuages moléculaires de la CMZ. En particulier, le monoxyde de silicium s’est avéré utile pour suivre les ondes de choc énergétiques ondulantes. Cela a révélé les détails du nouveau type de structures filamenteuses longues et étroites observées dans les raies spectrales du monoxyde de silicium et de huit autres molécules de la CMZ. Ces détails ont été observés à une échelle fine jusqu’à une résolution d’environ 0,033 années-lumière (0,01 parsecs). C’est impressionnant, compte tenu que la Terre se trouve à environ 27 800 années-lumière de la CMZ. Ces fines structures se distinguent des autres filaments plus denses de matière dans la CMZ, car elles ne semblent pas avoir de vitesses cohérentes avec les écoulements de matière et ne semblent pas être associées à des émissions de poussière dans la CMZ. De plus, les structures nouvellement découvertes ne semblent pas être en équilibre hydrostatique, ce qui signifie que la force gravitationnelle qui agit sur elles n’est pas compensée par la pression externe de leur propre gaz et poussière. Les astronomes ne savent pas actuellement avec certitude comment ces filaments minces de poussière et de gaz se forment, mais ALMA a trouvé des indices qui les ont amenés à soupçonner fortement que ce processus implique un choc avec des ondes de choc. Ces indices comprenaient le changement des niveaux d’énergie des molécules de monoxyde de silicium dus à la rotation, connu sous le nom de transition rotationnelle, entraînant une émission appelée SiO 5-4. Un autre indice était l’abondance de molécules organiques dans cette région observée par ALMA. L’équipe théorise que les chocs créent initialement ces filaments minces dans le processus, libérant du monoxyde de silicium et des molécules organiques comme le méthanol, le cyanure de méthyl, et le cyanoacétylène dans le milieu interstellaire. Les filaments se dissipent ensuite, renouvelant le matériau libéré par le choc dans la CMZ. Les molécules se solidifient alors, formant des grains de poussière et établissant ainsi un équilibre entre la diminution et le renouvellement. ALMA’s high angular resolution and extraordinary sensitivity were essential to detect these molecular line emissions associated with the slim filaments and to confirm that there is no association between these structures and dust emissions, said team member Yichen Zhang of Shanghai Jiao Tong University. Our discovery marks a significant advancement by detecting these filaments on a much finer 0.01-parsec scale to mark the working surface of these shocks. Related Stories:— James Webb Space Telescope finds our Milky Way galaxy’s supermassive black hole blowing bubbles (image, video) — Black holes can squash star formation, James Webb Space Telescope finds — Supermassive black holes bent the laws of physics to grow to monstrous sizes If these fine filaments are abundant throughout the CMZ, as they are in the sample region ALMA found them in, this means there is a balance in the cycle of destruction and creation of molecules at the heart of the Milky Way. Le monoxyde de silicium est actuellement la seule molécule qui trace exclusivement les chocs, et la transition rotationnelle SiO 5-4 n’est détectable que dans les régions choquées avec des densités et des températures relativement élevées, a déclaré Yang. Cela en fait un outil particulièrement précieux pour retracer les processus induits par le choc dans les régions denses de la CMZ. L’équipe espère que les futures observations d’ALMA pourront couvrir plus que la transition SiO 5-4 du monoxyde de silicium dans des observations s’étendant sur une plus large région de la CMZ. La mise en relation de ces observations avec des simulations pourrait confirmer l’origine des filaments minces, définissant ainsi plus précisément les processus cycliques à l’intérieur de la région centrale extraordinaire de la Voie lactée. La recherche de l’équipe a été publiée en février dans la revue Astronomy & Astrophysics.
