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Une nouvelle estimation de la masse de notre galaxie a été réalisée avec une approche novatrice

Crédits : NASA

Des chercheurs ont récemment proposé une approche novatrice dans le but de déterminer la quantité de masse contenue dans la Voie lactée. Pour ce faire, ils se sont notamment appuyés sur les étoiles dites « hypervéloces » éjectées du centre de la galaxie comme point de référence. 

Plus on l’éloigne de notre Système solaire et plus nous en apprenons sur notre galaxie, la Voie lactée. Et pourtant, il y a encore beaucoup de choses qui nous échappent. C’est le cas de sa masse précise par exemple. Combien « pèse » la Galaxie exactement ? Cette information est cruciale pour comprendre l’histoire de la formation des galaxies et leur évolution de l’Univers. Ainsi les astronomes ont essayé diverses techniques pour tenter de mesurer la véritable masse de la Voie lactée. Jusqu’à présent, des estimations ont été faites, mais aucune de ces méthodes ne s’est réellement imposée. Des chercheurs du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics proposent ici une toute nouvelle approche pour tenter de déterminer la quantité de masse contenue dans la Voie lactée. Et cette méthode fait appel aux étoiles dites » hypervéloces ». Les résultats de ces travaux ont été publiés dans la revue Astronomy and Astrophysics.

Comme vous pouvez vous en douter, déterminer la masse de toute une galaxie n’est pas simple. Le Dr Giacomo Fragione, astrophysicien à l’Université de Rome et le professeur Abraham Loeb, de Harvard, principaux auteurs de cette étude en savent quelque chose. D’une part, les observations sont difficiles, car le Système solaire se trouve profondément ancré dans l’un des bras spiraux de la galaxie. Mais vous devez également composer avec la masse difficile à mesurer, car non « lumineuse » et donc invisible aux méthodes conventionnelles de détection de cette mystérieuse matière noire.

Les estimations actuelles de la masse totale de la galaxie varient selon les méthodes utilisées. Sa mesure revêt pourtant une grande importance pour les astronomes : « La Voie lactée fournit un laboratoire pour tester le modèle cosmologique standard, explique professeur Abraham Loeb. Ce modèle prédit que le nombre de galaxies satellites de la Voie lactée dépend sensiblement de sa masse. En comparant les prédictions au recensement des galaxies satellites connues, il est essentiel de connaître la masse de la Voie lactée. En outre, la masse totale évalue la quantité de matière invisible (sombre) ».

Pour leur étude, le Pr Loeb et le Dr Fragione ont ici choisi d’adopter une approche novatrice qui implique la modélisation des mouvements des étoiles hypervéloces pour déterminer la masse de notre galaxie. Une vingtaine de ces étoiles ont pour l’heure été découvertes dans notre galaxie, certaines évoluant à des vitesses allant jusqu’à 700 km/s à des distances d’environ 100 à 50 000 années-lumière depuis le centre galactique. On pense que ces étoiles ont été éjectées du centre de notre galaxie par leurs interactions avec le trou noir supermassif situé au centre de notre galaxie (Sagittaire A *) En outre, leurs orbites peuvent être calculées, car elles sont complètement déterminées par le champ gravitationnel de la galaxie.

« Nous constatons que la masse de la Voie lactée se situe entre 1 200 et 1 900 milliards de masses solaires », note le Pr Loeb. Malgré la fourchette, cette dernière estimation est plus précise que les estimations précédentes. Sur cette base, les chercheurs estiment que la matière normale dans notre galaxie (c’est-à-dire les étoiles, les planètes, la poussière et le gaz) représente entre 240 et 380 milliards de masses solaires. Donc, non seulement cette dernière étude nous fournit une estimation plus précise de la masse de notre galaxie, mais elle pourra également nous donner une estimation plus précise du nombre d’étoiles. Les estimations actuelles varient entre 200 à 400 milliards d’étoiles et 100 milliards de planètes.

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