Africa-Press – Côte d’Ivoire. La mission européenne Gaia a enfin permis de répondre plus précisément à la question « où le Système solaire se situe-t-il ? ». La nouvelle cartographie établie à partir des données enregistrées par le satellite montre que nous naviguons entre deux bras principaux, au sein d’une structure relativement petite, une sorte d’embranchement appelé bras d’Orion, bras local ou éperon d’Orion. Elle a également permis d’éclaircir le débat des astronomes sur le nombre de bras de la Galaxie.
Dans les années 1950, les radiotélescopes permettent de cartographier des régions masquées par la poussière interstellaire et d’identifier deux bras. En 1976, les Marseillais Yvon et Yvonne Georgelin décomptent quatre bras dits de Persée, de la Règle, du Sagittaire et de l’Écu-Croix du Sud. Avec les données infrarouges recueillies dans les années 2000, un doute s’installe, deux bras semblant bien vides d’étoiles. La réalité se révèle plus complexe aujourd’hui.
Des bras qui semblent transitoires
« La Voie lactée est une galaxie spirale barrée – c’est-à-dire qu’elle se distingue par la présence d’une ‘barre’ centrale d’étoiles qui traverse son noyau – avec deux bras majeurs de gaz et d’étoiles, le bras de Persée et celui de la Règle-Écu-Croix du Sud, dont émanent des structures secondaires, sortes d’harmoniques spirales entre les bras « , indique Françoise Combes, astrophysicienne au Collège de France et à l’observatoire de Paris. Orion serait l’une d’entre elles.
Ces structures spirales résultent d’ondes de densité qui traversent le disque galactique et y concentrent des vagues de gaz froid, où s’allument ensuite des bouffées d’étoiles. Ces bras semblent transitoires, se dispersant et se recréant en quelques centaines de millions d’années. « Le bras de Persée, le plus proche du Soleil, serait ainsi en train de se dissiper, tandis que le bras externe semble croître » , analyse Françoise Combes.
« Les bras spiraux n’ont cependant pas la même vitesse de rotation autour de la Galaxie que les étoiles ou le gaz qui la composent, observe-t-elle. Contrairement aux étoiles, les ondes de densité se déplacent dans le disque galactique avec une vitesse relativement constante. » Étoiles et gaz traversent ainsi les bras spiraux, entrant et sortant comme les molécules d’eau d’un lac parcouru par une onde, sans partager sa vitesse de propagation. En cinq milliards d’années d’existence, le Système solaire est ainsi passé une dizaine de fois au travers des bras spiraux et nous devrions à terme entrer à nouveau dans un bras.
Le Soleil s’éloigne lentement du centre de notre galaxie
Le Soleil, qui gravite aujourd’hui dans les faubourgs de la Voie lactée, a connu par le passé une migration depuis son centre. « Les simulations montrent que les étoiles autour de nous étaient auparavant à des endroits différents, souligne Françoise Combes. Le Soleil, qui s’est probablement formé près du centre galactique, s’en éloigne lentement en tournant autour de lui. »
Ce scénario explique pourquoi certains éléments, tels le carbone, l’oxygène et l’azote, des métaux au sens astrophysique, ainsi que d’autres éléments lourds formés dans les étoiles, sont plus abondants au niveau du Soleil que ce qu’on attendrait de sa position actuelle. De fait, les métaux sont plus concentrés au centre de la Voie lactée, où la formation d’étoiles est plus intense, leur concentration diminuant à mesure qu’on s’en éloigne.
À l’échelle de l’Univers, les amas de galaxies sont reliés par un réseau cosmique de filaments de matière. Lorsque les bras spiraux se dissipent, ils peuvent se reformer si la Galaxie continue d’accumuler du gaz provenant des filaments environnants. Une galaxie qui n’accrète plus de gaz évolue vers une structure lenticulaire ou elliptique, caractéristique des galaxies « mortes ». La Voie lactée est quant à elle encore active: le gaz qui l’alimente permet d’allumer quelques étoiles par an et maintient sa structure spiralée selon ce cycle de dissolution et de recomposition des bras.
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