Illustration des bulles de Fermi. (NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio) Il se passe beaucoup de choses au centre de notre galaxie. Le cœur de la Voie lactée abrite un supermassif trou noir aussi massif que 4 millions de Soleils appelés Sagittaire A*, et l'environnement qui l'entoure est intense.
Soufflant de cette région est un vent nucléaire galactique. Il a creusé deux énormes bulles de rayons gamma au-dessus et au-dessous du plan galactique, s'étendant sur un total de 50 000 années-lumière dans l'espace. Ces Bulles de Fermi sont complexes, contenant un mélange de différents gaz et rayons cosmiques.
Mais les astronomes viennent de repérer quelque chose de nouveau. Dans les bulles de Fermi se trouvent des amas de gaz moléculaire froid à grande vitesse - la matière dont sont faites les étoiles. Mieux encore, ils ne savent pas comment le centre galactique a craché ce gaz 'comme des balles', selon les chercheurs.
'Le vent au centre de la Voie lactée a fait l'objet de nombreux débats depuis la découverte il y a dix ans des soi-disant bulles de Fermi', a déclaré l'astrophysicienne Naomi McClure-Griffiths de l'Université nationale australienne.
«Nous avons observé qu'il n'y a pas que du gaz chaud provenant du centre de notre galaxie, mais aussi du gaz froid et très dense. Ce gaz froid est beaucoup plus lourd, il se déplace donc moins facilement.
Pour trouver les nuages de gaz moléculaire dense et froid, les chercheurs ont étudié des nuages de hydrogène atomique dans les bulles, à l'aide du Expérience Pathfinder d'Atacama radiotélescope pour rechercher leur signature spectrale.
Effectivement, ils l'ont trouvé en quantités importantes : deux nuages contenant au moins 380 et 375 masses solaires de gaz moléculaire, et se déplaçant à 240 kilomètres par seconde et 300 kilomètres par seconde, respectivement.
Il semblait être mélangé au milieu plus chaud, la signature suggérant que le gaz moléculaire froid pourrait être en train d'être perturbé. C'est fascinant, car de tels nuages de gaz moléculaires extrêmement froids et extrêmement denses sont exactement ce qui est nécessaire à la formation d'étoiles.
'Les galaxies peuvent être très douées pour se tirer une balle dans le pied', a déclaré McClure-Griffiths.
«Lorsque vous chassez beaucoup de masse, vous perdez une partie du matériau qui pourrait être utilisé pour former des étoiles, et si vous en perdez suffisamment, la galaxie ne peut plus du tout former d'étoiles. Donc, être en mesure de voir des indices de la voie lactée perdant ce gaz de formation d'étoiles est plutôt excitant - cela vous fait vous demander ce qui va se passer ensuite ! »
En ce qui concerne les bulles de Fermi, c'est vraiment une question ouverte. Ces bulles sont un casse-tête depuis leur découverte, car on ne sait pas ce qui les a causées. Quoi qu'il en soit, cela s'est passé il y a plusieurs millions d'années, et il y a deux explications concurrentes.
La première est une explosion de formation d'étoiles dans un nuage de gaz moléculaire autour de Sgr A*, qui aurait produit un tas de supernovae de type II et généré de puissants vents stellaires. C'est un modèle dans lequel le centre galactique aurait pu gonfler deux bulles géantes dans l'espace.
Le deuxième scénario - et celui qui semble avoir plus de soutien - c'est qu'à un moment donné il y a quelques millions d'années, Sgr A* a pris une collation en avalant une motte de matière. L'accrétion active par un trou noir peut lancer des jets depuis les pôles lorsque le matériau est canalisé le long de l'extérieur de l'horizon des événements, ou les vents du disque de matériau tourbillonnant rapidement alors qu'il tourne en spirale dans l'objet.
Nous avons observé des processus similaires dansautres galaxies, mais ils n'ont pas fourni de réponse solide. Les galaxies lointaines ont souvent des galaxies supermassives plus grandes et plus actives. trous noirs , et des taux plus élevés de formation d'étoiles, afin qu'ils puissent produire plus de matière. Ils sont également plus éloignés, nous ne pouvons donc pas vraiment voir leurs bulles de près.
Cette nouvelle recherche ne répond pas vraiment à la question non plus. En fait, cela en soulève un gros - parce que ni la formation d'étoiles ni l'accrétion de trous noirs aux niveaux que nous avons observés au centre galactique ne semblent être une source viable.
Il est possible que la formation périodique d'étoiles au cours des 50 derniers millions d'années puisse expliquer en partie le volume de gaz expulsé, mais les modèles suggèrent que ces nuages ont une durée de vie assez courte - et on ne sait pas combien de temps ils survivraient à une accélération élevée, en particulier dans un vent chaud.
Il est également possible que le gaz froid se déplaçant rapidement se forme directement dans l'écoulement en mélangeant des nuages lents et frais et des vents rapides et chauds. Cela résoudrait plusieurs problèmes, mais les simulations actuelles n'ont pas été en mesure de reproduire l'ensemble du processus.
C'est un problème épineux, et l'équipe continue d'examiner, dans l'espoir de faire des observations ciblées de traceurs de gaz moléculaires dans le vent nucléaire afin d'acquérir une compréhension plus détaillée de la façon dont ils se déplacent et interagissent avec le gaz chaud. autour d'eux.
'Nous cherchons toujours le pistolet irréfutable, mais cela devient plus compliqué à mesure que nous en apprenons', a déclaré l'astrophysicien et auteur principal Enrico Di Teodoro de l'Université Johns Hopkins.
La recherche a été publiée dans La nature .