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Une drôle de barre au centre de la Voie Lactée

par Céline Reylé - publié le , mis à jour le

Une équipe de l’OSU-THETA de Franche-Comté, Institut UTINAM, en collaboration avec un chercheur de l’IRAP, a mis en évidence que le centre de la Voie Lactée contenait à la fois un bulbe sphéroïdal et aplati et une barre allongée.

C’est grâce à une analyse très fine d’un grand relevé dans l’infrarouge (2MASS) qu’une équipe de l’OSU-THETA de Franche-Comté, Institut UTINAM a pu étudier de façon détaillée les régions centrales de la Voie Lactée.

En comparant un modèle de la Galaxie, qui tient compte de la distribution de la poussière absorbante et permet de simuler précisément les observations en faisant des hypothèses sur l’histoire de la formation des étoiles dans les disque et la barre, les chercheurs ont montré que la Voie Lactée contenait à la fois un bulbe sphéroïdal aplati et une barre allongée. Ces deux populations d’étoiles sont distinctes à la fois par leur composition chimique (donc l’histoire de la formation d’étoiles) et par leurs orbites. Ils montrent également que la barre a une structure évasée vers l’extérieur, ce qui peut se produire si des étoiles du disque sont piégées dans des résonances dues à la barre, ce qui perturbe leurs orbites. Ils expliquent ainsi pourquoi de l’extérieur la barre apparait un peu en forme de boîte plutôt que comme un sphéroïde. C’est la première fois que les caractéristiques aussi précises du bulbe et de la barre de Voie Lactée sont ainsi obtenues. De nouvelles observations des orbites des étoiles et de leur composition chimique seront nécessaires pour éclaircir totalement le mystère de la formation de ces deux structures, l’époque de la formation de la barre et l’âge du bulbe. Ce sera en particulier grâce à un grand relevé spectroscopique mené par une équipe européenne sur le VLT, très grand télescope européen situé dans le désert de l’Atacama au Chili, relevé qui a commencé début 2012 et durera 3 ans.


En haut : images en 3 couleurs de la Galaxie simulée par le nouveau modèle à gauche dans le visible, à droite dans l’infrarouge proche. En bas : comparaison avec une image dans le visible (crédit : A. Mellinger) et l’image observée par le relevé 2MASS dans l’infrarouge proche.

Notre Galaxie est connue comme étant une galaxie spirale typique. On connait depuis de nombreuses années l’allure générale de cette Galaxie : La plupart des étoiles forment un disque mince, peuplé d’étoiles d’âges très divers entre 0 et 10 milliard d’années, de gaz et de poussières. Ce disque mince (d’épaisseur environ 1.000 années-lumière et de rayon 50.000 années-lumière) est entouré d’un halo contenant principalement des étoiles vieilles et de la matière noire. Dans le disque les étoiles les plus jeunes et les poussières se trouvent concentrées le long de bras spiraux. Les régions centrales de la Galaxie sont plus difficiles à appréhender mais contiennent les régions où la densité stellaire est la plus forte. Comme le soleil se trouve dans le disque de la Galaxie, de même que la poussière et le gaz, il était très difficile d’étudier les régions centrales, masquées par cette matière interstellaire qui absorbe la lumière des étoiles dans les longueurs d’onde visibles. Malgré ces difficultés et grâce à des observations dans l’infrarouge, on a pu mettre en évidence par le passé la présence d’un bulbe central, rassemblant de nombreuses étoiles, et apparemment similaires aux autres galaxies de même type, mais plusieurs scénarios ont été proposés pour expliquer sa formation et la question est toujours ouverte. On a longtemps hésité entre un scénario de formation du bulbe dit classique, c’est-à-dire vieux et qui s’est formé en peu de temps au début de la formation de la Voie Lactée et de forme quasi-sphérique, et un scénario où une barre se forme à cause d’instabilités dynamiques dans le disque, barre de forme allongée, comme un cigare ou un ballon de rugby. Le nouveau modèle montre que les deux scénarios cohabitent : on observe une partie ancienne de type bulbe classique, en même temps qu’une barre formée dynamiquement après la formation du disque.
Contacts :

* Annie Robin – Institut UTINAM – annie chez obs-besancon.fr – Tél. 03.81.66.69.41

* Douglas Marshall – IRAP - douglas.marshall chez irap.omp.eu - Tél. 05 61 55 87 53