Nous connaissons tous très bien le concept du champ magnétique terrestre. Il s’avère que la plupart des objets dans l’espace possèdent des champs magnétiques, mais il est assez délicat de les mesurer. Les astronomes ont développé un moyen ingénieux de mesurer le champ magnétique de la Voie lactée en utilisant la lumière polarisée provenant de grains de poussière interstellaire qui s’alignent sur les lignes du champ magnétique. Une nouvelle enquête a lancé ce processus de cartographie et a cartographié une zone qui couvre l’équivalent de 15 fois la pleine lune.
Beaucoup de gens se souviennent d’expériences faites à l’école avec de la limaille de fer et des barres magnétiques pour dévoiler leur champ magnétique. Il n’est cependant pas si simple de capturer le champ magnétique de la Voie lactée. La nouvelle méthode de mesure du champ repose sur les petits grains de poussière qui imprègnent l’espace entre les étoiles.
Les grains de poussière ont une taille similaire à celle des particules de fumée mais ils ne sont pas sphériques. Tout comme un bateau se tournant dans le courant, le grand axe des particules de poussière a tendance à s’aligner avec le champ magnétique local. Ce faisant, ils émettent une lueur à la même fréquence que le rayonnement de fond cosmique et c’est sur cela que les astronomes se sont concentrés.
Non seulement les particules brillent, mais elles absorbent également la lumière des étoiles qui les traverse, tout comme des filtres polarisants. La polarisation de la lumière est familière aux photographes qui peuvent utiliser des filtres polarisants pour assombrir le ciel et gérer les reflets. Le phénomène de polarisation fait référence à la propagation de la lumière. Lorsqu’il se déplace dans un milieu, il transporte l’énergie d’un endroit à un autre, mais en cours de route, il présente des caractéristiques ondulatoires.
La nature des vagues est constituée de déplacements alternés du milieu dans lequel elles se déplacent (imaginez une vague dans l’eau). Le déplacement n’est pas toujours le même que la direction du déplacement ; parfois il est parallèle et d’autres fois perpendiculaire. En polarisation, le déplacement est limité à une seule direction.
Dans les particules de l’espace interstellaire, les propriétés polarisantes capturent le champ magnétique et polarisent la lumière qui les traverse, révélant les détails du champ magnétique. Tout comme sur Terre, les lignes de champ magnétique revêtent une importance cruciale pour l’évolution galactique. Ils régulent la formation des étoiles, façonnent la structure d’une galaxie et, comme de gigantesques fleuves galactiques, façonnent et dirigent le flux de gaz autour de la galaxie.
Des chercheurs de l’Institut interuniversitaire des hautes énergies de Belgique ont utilisé l’enquête PASIPHAE, une collaboration internationale visant à explorer le champ magnétique issu de la polarisation de la poussière interstellaire, pour démarrer le processus. Ils ont mesuré la polarisation de plus de 1 500 étoiles qui couvraient une zone du ciel ne dépassant pas 15 fois la taille de la pleine lune.
L’équipe a ensuite utilisé les données du satellite d’astrométrie Gaia et un nouvel algorithme pour cartographier les champs magnétiques de la galaxie dans cette partie du ciel. L’étude est publié dans la revue Astronomie et astrophysique.
C’est la première fois qu’un projet à grande échelle tente de cartographier le champ gravitationnel de la Voie lactée. Il faudra un certain temps pour achever la cartographie complète, mais une fois terminée, elle fournira un excellent aperçu non seulement du champ magnétique des galaxies, mais aussi de l’évolution des galaxies à travers l’univers.
Plus d’information:
V. Pelgrims et al, La première carte tomographique basée sur la polarisation de la lumière des étoiles à l’échelle du degré du milieu interstellaire magnétisé, Astronomie et astrophysique (2024). DOI : 10.1051/0004-6361/202349015