Hubble observe le coeur de la Voie Lactée en détail

Le site HubbleSite a publié le 5 janvier 2009 l'image composite suivante prise en infrarouge révélant le coeur de la Voie lactée en haute résolution.

On y découvre une importante population d'étoiles massives (plusieurs dizaines de fois plus massives que le Soleil) et de nouveaux détails dans les structures complexes d'hydrogène ionisé spiralant autour de la région centrale de la Galaxie qui s'étend du 300 années-lumière (cette distance correspond à un peu plus de 1/1000eme de la longueur totale de la Voie Lactée).
Ce panorama représente l'image la plus nette jamais enregistrée du coeur de la Galaxie. Avec de telles images, les astrophysiciens peuvent étudier in situ et dans un laboratoire relativement proche à l'échelle cosmique, la manière dont se forment les étoiles chaudes et massives et de quelle façon elles influencent leur environnement dans les régions souvent violentes des autres galaxies (galaxies en collision, galaxies à noyau actif, quasars, etc).

Ce que révèle l'image

Selon mes estimations, cette image contient environ un million d'étoiles et une masse équivalente beaucoup plus importante encore de poussière, l'ensemble représentant 200 millions de masses solaires, soit environ 1% de la masse moléculaire totale de la Galaxie, concentrée dans moins de 0.01% de sa surface !

L'étude de cette image a permis aux astronomes de découvrir que certaines étoiles massives libéraient d'intenses vents stellaires (ces étoiles présentent un excès d'émission de gaz ionisé). Ils ont également découvert que les étoiles massives n'étaient pas uniquement confinées dans l'un des trois amas stellaires connu sous le nom d'amas Central, mais qu'elles étaient également présentes dans l'amas des Arches et l'amas du Quintuplet. On ignore si les étoiles contenues dans ces amas se sont formées isolément ou suite à des perturbations liées à des marées gravitationnelles forts présentes dans le noyau où les étoiles sont très rapprochées les unes des autres (quelques mois-lumière).
Les vents et les rayonnements (électromagnétiques et particulaires) émis par ces étoiles forment des structures complexes bien visibles dans cette image du noyau Galactique. Dans certains cas, ce mélange de gaz lourds et d'énergie est capable de créer de nouvelles générations d'étoiles.

En effet, sous l'influence de ces champs d'énergie et de l'effet de la gravité, il peut se former des ondes de compression et des mouvements turbulents dont certains peuvent déclencher la formation de nuages protostellaires qui donneront de nouveaux soleils mais dont la durée de vie sera écourtée du fait qu'ils contiennent beaucoup d'éléments lourds.
Au-dessus à gauche, les grands arcs de gaz ionisé s'organisent pour former des filaments denses signalant peut-être l'influence et le rôle critique de puissants champs magnétiques.
La région inférieure gauche contient des piliers de gaz sculptés par les vents stellaires des étoiles massives contenues dans l'amas du Quintuplet.
Au-dessus à droite subsiste quelques bandes de nuages obscurs que même le rayonnement infrarouge ne peut pénétrer tellement la matière y est dense. Si le milieu ambiant n'est pas trop chaotique et contient suffisamment de gaz, des protoétoiles peuvent se former au sein de ces nuages sombres.

Au centre de l'image, les nébulosités entourant le trou noir supermassif Sagittarius A* (qui demeure invisible) sont confinées dans une structure spirale brillante contenant un tore évidé constitué de poussière et de gaz ionisé.
Vous trouverez plus de détails dans l'article suivant décrivant le trou noir supermassif de la Voie Lactée.
La vidéo présentée ci-dessous préparée par HubbleSite parcourt la région du Sagittaire dont il est question.

Technique

L'image infrarouge couvre un champ de 300 x 115 années-lumière. La résolution spatiale atteint 0.025 années-lumière soit 91 jours-lumière. Les plus petits détails font 20 fois la dimension du système solaire (soit environ 4000 milliards de km en comptant les orbites éloignés des KBO allant jusqu'à 20 milliards de km du Soleil).

Cette image combine l'imagerie ultra détaillée de la caméra proche infrarouge NICMOS du Télescope Spatial Hubble (HST) avec des images prises avec la caméra astronomique infrarouge (IRAC) du Télescope Spatial Spitzer.
Pourquoi avoir utilisé le rayonnement infrarouge ? Parce que la Terre est plongée dans le disque de poussière de la Voie Lactée et non ne peut pas voir le coeur de la Galaxie en raison de l'importante extinction de la lumière par la poussière.

Le coeur Galactique est situé à 26000 années-lumière de distance et se trouve au centre du bulbe Galactique qui constitue en un épaississement de la région centrale mesurant 8000 années-lumière de diamètre et contenant énormément de matière.

Si nous voulons pénétrer le bulbe et observer le coeur de la Galaxie, nous devons utiliser la lumière infrarouge lointaine ou les ondes radioélectriques millimétriques.

Les couleurs de cette image sont artificielles. En réalité le coeur de la Voie Lactée présente une coloration jaune pâle en raison de la présence de nombreuses étoiles âgées et rouges.

Les longueurs d'ondes de 3.6 microns sont représentées en bleu, celles de 4.5 microns en vert, celles de 5.8 microns en orange et celles de 8.0 microns en rouge.

La mosaïque NICMOS a requis 144 orbites du HST et 2304 expositions CCD, soit un temps d'intégration total de plusieurs heures. Elles furent enregistrées entre le 22 février et le 5 juin 2008.
Souce des images Hubble : NASA, ESA et Q.D. Wang (U. Massachusetts, Amherst)
Source des images Spitzer : NASA, JPL et S. Stolovy (Spitzer Science Center/Caltech).