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Monday, Février 6, 2023

Des astronomes découvrent les étoiles les plus éloignées du halo de la Voie lactée, à plus de 1,000,000 XNUMX XNUMX d'années-lumière

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Cette illustration montre les halos intérieur et extérieur de la galaxie de la Voie lactée. Un halo est un nuage sphérique d'étoiles entourant une galaxie. Crédit : NASA, ESA et A. Feild (STScI)


Une recherche d'étoiles variables appelée RR Lyrae a trouvé certaines des étoiles les plus éloignées du

voie Lactée
La Voie lactée est la galaxie qui contient notre système solaire et porte le nom de son apparition depuis la Terre. C'est une galaxie spirale barrée qui contient environ 100 à 400 milliards d'étoiles et a un diamètre compris entre 150,000 200,000 et XNUMX XNUMX années-lumière.

” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>Le halo de la Voie Lactée à un million d'années lumière.

Les astronomes ont découvert plus de 200 étoiles variables distantes connues sous le nom d'étoiles RR Lyrae dans le halo stellaire de la Voie lactée. La plus éloignée de ces étoiles se trouve à plus d'un million d'années-lumière de la Terre, soit près de la moitié de la distance de notre galaxie voisine, Andromède, qui se trouve à environ 2.5 millions d'années-lumière.


Les pulsations et la luminosité caractéristiques des étoiles RR Lyrae en font d'excellentes "bougies étalons" pour mesurer les distances galactiques. Ces nouvelles observations ont permis aux chercheurs de tracer les limites extérieures du halo de la Voie lactée.

"Cette étude redéfinit ce qui constitue les limites extérieures de notre galaxie", a déclaré Raja GuhaThakurta, professeur et titulaire de la chaire d'astronomie et d'astrophysique à l'UC Santa Cruz. "Notre galaxie et Andromède sont toutes deux si grandes qu'il n'y a pratiquement pas d'espace entre les deux galaxies."

GuhaThakurta a expliqué que la composante du halo stellaire de notre galaxie est beaucoup plus grande que le disque, qui mesure environ 100,000 XNUMX années-lumière de diamètre. Notre système solaire réside dans l'un des bras spiraux du disque. Au milieu du disque se trouve un renflement central, entouré du halo, qui contient les étoiles les plus anciennes de la galaxie et s'étend sur des centaines de milliers d'années-lumière dans toutes les directions.


"Le halo est la partie la plus difficile à étudier car les limites extérieures sont si éloignées", a déclaré GuhaThakurta. "Les étoiles sont très clairsemées par rapport aux hautes densités stellaires du disque et du renflement, mais le halo est dominé par la matière noire et contient en fait la majeure partie de la masse de la galaxie."

Yuting Feng, un doctorant travaillant avec GuhaThakurta à l'UCSC, a dirigé la nouvelle étude et a présenté ses conclusions lors de deux conférences lors de la réunion de l'American Astronomical Society à Seattle les 9 et 11 janvier.

Selon Feng, des études de modélisation précédentes avaient calculé que le halo stellaire devrait s'étendre jusqu'à environ 300 kiloparsecs ou 1 million d'années-lumière du centre galactique. (Les astronomes mesurent les distances galactiques en kiloparsecs ; un kiloparsec équivaut à 3,260 208 années-lumière.) Les 20 étoiles RR Lyrae détectées par Feng et ses collègues variaient en distance d'environ 320 à XNUMX kiloparsecs.

"Nous avons pu utiliser ces étoiles variables comme traceurs fiables pour déterminer les distances", a déclaré Feng. "Nos observations confirment les estimations théoriques de la taille du halo, c'est donc un résultat important."


Les conclusions sont basées sur les données de la Enquête sur les grappes de la Vierge de nouvelle génération (NGVS), un programme utilisant le télescope Canada-France-Hawaï (CFHT) pour étudier un amas de galaxies bien au-delà de la Voie lactée. L'enquête n'a pas été conçue pour détecter les étoiles RR Lyrae, les chercheurs ont donc dû les extraire de l'ensemble de données. L'amas de la Vierge est un grand amas de galaxies qui comprend la galaxie elliptique géante M87.

"Pour obtenir une exposition profonde de M87 et des galaxies qui l'entourent, le télescope a également capturé les étoiles de premier plan dans le même champ, de sorte que les données que nous avons utilisées sont en quelque sorte un sous-produit de cette enquête", a expliqué Feng.

Selon GuhaThakurta, l'excellente qualité des données NGVS a permis à l'équipe d'obtenir la caractérisation la plus fiable et la plus précise de RR Lyrae à ces distances. Les RR Lyrae sont de vieilles étoiles avec des propriétés physiques très spécifiques qui les font se dilater et se contracter dans un cycle qui se répète régulièrement.

"La façon dont leur luminosité varie ressemble à un ECG - ils sont comme les battements de cœur de la galaxie - donc la luminosité monte rapidement et descend lentement, et le cycle se répète parfaitement avec cette forme très caractéristique", a déclaré GuhaThakurta. « De plus, si vous mesurez leur luminosité moyenne, elle est la même d'une étoile à l'autre. Cette combinaison est fantastique pour étudier la structure de la galaxie.

Le ciel est plein d'étoiles, certaines plus brillantes que d'autres, mais une étoile peut sembler brillante parce qu'elle est très lumineuse ou parce qu'elle est très proche, et il peut être difficile de faire la différence. Les astronomes peuvent identifier une étoile RR Lyrae à partir de ses pulsations caractéristiques, puis utiliser sa luminosité observée pour calculer à quelle distance elle se trouve. Les procédures ne sont cependant pas simples. Des objets plus éloignés, tels que des quasars, peuvent se faire passer pour des étoiles RR Lyrae.

"Seuls les astronomes savent à quel point il est difficile d'obtenir des traceurs fiables de ces distances", a déclaré Feng. "Cet échantillon robuste d'étoiles RR Lyrae distantes nous donne un outil très puissant pour étudier le halo et tester nos modèles actuels de la taille et de la masse de notre galaxie."

Cette étude est basée sur des observations obtenues avec MegaPrime/MegaCam, un projet conjoint du CFHT et du CEA/IRFU, au Télescope Canada-France-Hawaii (CFHT), qui est opéré par le Conseil National de Recherches (CNRC) du Canada, l'Institut National des Sciences de l'Univers du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) de France, et l'Université d'Hawaii.

Réunion : AAS 241



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