Les astronomes ont cartographié une puissante structure magnétique au sein du système galactique en collision Arp 220, situé à 250 millions d’années-lumière de la Terre. Cette découverte offre un aperçu sans précédent des forces à l’origine de la formation intense d’étoiles et de l’éjection de matière à des vitesses atteignant 1,1 million de milles par heure. La recherche, menée à l’aide du réseau ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), révèle une « autoroute magnétique » canalisant le gaz, la poussière et l’énergie à travers les galaxies en fusion.
La collision et ses implications
Arp 220 est un exemple rare et proche de galaxies infrarouges ultralumineuses, des systèmes qui brillent avec la lumière combinée de 100 Voies lactées ou plus. Il s’est formé à partir de la fusion de deux galaxies spirales et ses nuages de poussière denses cachent une activité extrême de formation d’étoiles. L’étude d’Arp 220 est cruciale car elle reflète les conditions des galaxies qui existaient il y a plus de 10 milliards d’années, lorsque l’univers était beaucoup plus jeune et que les collisions étaient plus fréquentes. Cette recherche aide les scientifiques à reconstruire la croissance chaotique de l’univers primitif.
Les champs magnétiques comme force motrice
Les observations d’ALMA montrent que les champs magnétiques ne sont pas seulement présents ; ils lancent et façonnent activement les puissants vents galactiques qui s’échappent des noyaux de l’Arp 220. Ces vents, se déplaçant à 1 500 fois la vitesse du son, emportent des gaz, de la poussière, des métaux et des rayons cosmiques. Les théories précédentes attribuaient ces flux principalement à la formation d’étoiles et à l’activité des trous noirs, mais les nouvelles données confirment que le magnétisme est un acteur clé.
Les chercheurs ont cartographié l’orientation et la force des champs magnétiques à l’aide de lumière polarisée, révélant des détails au sein des noyaux et des sorties moléculaires enveloppés de poussière de la galaxie. Une caractéristique frappante est « l’autoroute magnétique », un canal presque vertical de gaz magnétisé s’écoulant vers l’extérieur depuis l’un des noyaux de la galaxie.
Ordre magnétique dans le chaos
Le noyau ouest d’Arp 220 présente une structure magnétique bien ordonnée alignée avec l’écoulement bipolaire, indiquant que le champ accélère la matière qui s’échappe. Pendant ce temps, le noyau oriental présente un motif magnétique en forme de spirale au sein d’un disque dense, suggérant qu’un ordre magnétique à grande échelle peut survivre même lors de fusions turbulentes.
Un pont de poussière hautement polarisé relie les deux centres galactiques, canalisant le matériau et le flux magnétique entre eux. Cette connexion met l’accent sur le rôle du magnétisme dans la régulation des flux de matière lors des collisions galactiques. Les champs magnétiques dans ces flux sortants sont des centaines, voire des milliers de fois plus puissants que ceux trouvés dans la Voie lactée, influençant la façon dont le gaz se refroidit et forme de nouvelles étoiles.
Implications dans l’univers précoce
Ces découvertes suggèrent que des champs magnétiques puissants et organisés étaient courants au début de l’univers, en particulier dans les galaxies en étoile. En façonnant les vents galactiques, le magnétisme a probablement joué un rôle majeur dans la détermination du moment où les galaxies ont cessé de former des étoiles et dans la manière dont elles ont enrichi l’espace intergalactique.
À mesure que les astronomes appliquent ces techniques à des systèmes plus éloignés, ils s’attendent à trouver des autoroutes magnétiques similaires dans tout le cosmos. Arp 220 rappelle de manière frappante que des forces invisibles laissent une marque durable sur l’univers visible.
La découverte souligne le rôle fondamental du magnétisme dans l’évolution galactique, offrant une nouvelle lentille à travers laquelle comprendre le passé et l’avenir de l’univers.
