Avez-vous déjà été surpris par votre pesée annuelle au cabinet du médecin pour constater que votre pèse-personne à la maison était incorrect? Ou, acheté une nouvelle balance qui avait une différence d'opinion avec votre ancienne? C’est ce qui s’est passé avec notre propre galaxie, la Voie lactée. «La galaxie est plus mince que nous ne le pensions», a déclaré Xiangxiang Xue du Max Planck Institute for Astronomy en Allemagne et des National Astronomical Observatories of China, qui dirigent une équipe de recherche utilisant le Sloan Digital Survey pour mesurer la masse des étoiles dans la galaxie. . "Nous avons été assez surpris par ce résultat", a déclaré Donald Schneider, membre de l'équipe de recherche de Penn State. Les chercheurs ont expliqué que ce n'était pas un régime galactique qui expliquait l'amincissement récent de la galaxie, mais une échelle plus précise.
Les chercheurs ont utilisé les mouvements des étoiles lointaines pour effectuer la nouvelle détermination de la masse de la Voie lactée. Ils ont mesuré les mouvements de 2 400 étoiles à "branches horizontales bleues" dans le halo stellaire étendu qui entoure le disque de la galaxie. Ces mesures atteignent des distances de près de 200 000 années-lumière du centre galactique, à peu près le bord de la région illustrée dans l'image ci-dessus. Notre Soleil se trouve à environ 25 000 années-lumière du centre de la Galaxie, à peu près à mi-chemin du disque galactique. À partir de la vitesse de ces étoiles, les chercheurs ont pu estimer beaucoup mieux la masse du halo de matière noire de la Voie lactée, qu’ils ont trouvée beaucoup plus «mince» que prévu.
La découverte est basée sur les données du projet connu sous le nom de SEGUE (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration), une énorme étude des étoiles de la Voie lactée. En utilisant des mesures SEGUE des vitesses stellaires dans la Voie lactée extérieure, une région connue sous le nom de halo stellaire, les chercheurs ont déterminé la masse de la Galaxie en déduisant la quantité de gravité requise pour maintenir les étoiles en orbite. Une partie de cette gravité provient des étoiles de la Voie lactée elles-mêmes, mais la majeure partie provient de la distribution de la matière noire invisible, qui n'est pas encore entièrement comprise.
Les études précédentes les plus récentes sur la masse de la Voie lactée ont utilisé des échantillons mixtes de 50 à 500 objets. Ils impliquaient des masses jusqu'à deux mille milliards de fois la masse du Soleil pour la masse totale de la Galaxie. En revanche, lorsque la mesure SDSS-II dans 180 000 années-lumière est corrigée en une mesure de masse totale, elle donne une valeur légèrement inférieure à un billion de fois la masse du Soleil.
"L'énorme taille de SEGUE nous donne un énorme avantage statistique", a déclaré Hans-Walter Rix, directeur de l'Institut Max Planck d'astronomie. "Nous pouvons sélectionner un ensemble uniforme de traceurs, et le grand échantillon d'étoiles nous permet de calibrer notre méthode par rapport à des simulations informatiques réalistes de la Galaxie." Un autre collaborateur, Timothy Beers, de la Michigan State University, a expliqué: «La masse totale de la galaxie est difficile à mesurer car nous sommes coincés au milieu. Mais c'est le nombre le plus fondamental que nous devons savoir si nous voulons comprendre comment la Voie lactée s'est formée ou la comparer aux galaxies lointaines que nous voyons de l'extérieur. »
Toutes les observations du SDSS-II sont faites à partir du télescope de 2,5 mètres de l'Opache Point Observatory au Nouveau-Mexique. Le télescope utilise une caméra numérique en mosaïque pour imager de grandes zones de ciel et des spectrographes alimentés par 640 fibres optiques pour mesurer la lumière des étoiles individuelles, des galaxies et des quasars. Les spectres stellaires de SEGUE transforment les cartes du ciel plat en vues multidimensionnelles de la Voie lactée, a déclaré Beers, en fournissant des distances, des vitesses et des compositions chimiques de centaines de milliers d'étoiles.
Source: Penn State, arXiv
