À l’aide des données de l’eROSITA All-Sky Survey, les astronomes ont créé une carte 3D de la bulle de faible densité de gaz chaud à des millions de degrés émettant des rayons X qui entoure le système solaire.
L’enquête a révélé un gradient de température à grande échelle au sein de cette bulle, appelée bulle chaude locale (LHB), ce qui signifie qu’elle contient à la fois des points chauds et des points froids. L’équipe soupçonne que ce gradient de température pourrait avoir été causé par l’explosion d’étoiles massives détonant dans des supernovas, provoquant le réchauffement de la bulle. Ce réchauffage entraînerait l’expansion de la poche de gaz de faible densité.
Les chercheurs ont également découvert ce qui semble être un « tunnel interstellaire », un canal entre les étoiles dirigé vers la constellation du Centaure. Ce tunnel pourrait relier la bulle natale du système solaire à une superbulle voisine et aurait pu être creusé par de jeunes étoiles en éruption et des vents stellaires puissants et rapides.
Les scientifiques connaissent le concept LHB depuis au moins cinq décennies. Cette cavité de gaz de faible densité a été suggérée pour la première fois pour expliquer les mesures de fond de rayons X de relativement faible énergie, ou « doux ». Ces photons, d’une énergie d’environ 0,2 électronvolt (eV), ne peuvent pas voyager très loin dans l’espace interstellaire avant d’être absorbés.
Le fait que notre voisinage solaire immédiat soit dépourvu de grandes quantités de poussière interstellaire susceptible d’émettre ces photons suggère l’existence d’un plasma émetteur de rayons X mous qui déplace les matériaux neutres autour du système solaire dans une « bulle chaude locale ». Ainsi sont nées les théories du LHB.
L’un des problèmes majeurs de cette théorie est apparu en 1996, lorsque les scientifiques ont découvert que les échanges entre le vent solaire, un flux de particules chargées soufflées par le soleil, et les particules de la « géocouronne » terrestre, la couche la plus externe de l’atmosphère de notre planète, émettent Photons à rayons X avec des énergies similaires à celles proposées pour provenir du LHB.
Comprendre la bulle locale du système solaire
Le télescope eROSITA, principal instrument de la mission Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG) lancée en 2019, est l’instrument idéal pour résoudre cette énigme. À 1 million de miles (1,5 million de kilomètres) de la Terre, eROSITA est le premier télescope à rayons X à observer l’univers depuis l’extérieur de la géocouronne terrestre, ce qui signifie que le « bruit » potentiel des rayons X peut être exclu des observations de photons du LHB.
De plus, l’enquête All-Sky Survey d’eROSITA (eRASS1) a collecté des données pendant une accalmie du cycle solaire de 11 ans du soleil, lorsque les vents solaires sont faibles, appelé « minimum solaire ». Cela a réduit la quantité de contamination provenant de l’échange éolien solaire.
« En d’autres termes, les données eRASS1 rendues publiques cette année offrent la vue la plus nette du ciel en rayons X à ce jour, ce qui en fait l’instrument parfait pour étudier le LHB », a déclaré Michael Yeung, chef d’équipe et chercheur à l’Institut Max Planck de Physique (MPE), a déclaré dans un communiqué.
Après avoir divisé l’hémisphère de la Voie lactée en 2 000 régions distinctes, Yeung et ses collègues ont analysé la lumière provenant de toutes ces régions. Ce qu’ils ont découvert, c’est une nette disparité de températures dans le LHB, le Nord galactique étant plus froid que le Sud galactique.
La même équipe avait déjà établi que les gaz chauds du LHB sont relativement uniformes en termes de densité. En comparant cela au gaz présent dans les nuages moléculaires froids et denses à la limite du LHB, l’équipe a pu créer une carte 3D détaillée du LHB.
Cela a révélé que le LHB s’étend vers les pôles de l’hémisphère galactique. Le gaz chaud se dilate dans la direction qui offre le moins de résistance, qui, dans ce cas, est éloignée du disque galactique. Cela n’a donc pas été une grande surprise pour les chercheurs, car il s’agit également d’une découverte révélée par le prédécesseur d’eROSITA, ROSAT, il y a environ trois décennies.
Mais la nouvelle carte 3D a révélé quelque chose d’inconnu jusqu’à présent.
« Ce que nous ne savions pas, c’est l’existence d’un tunnel interstellaire vers Centaure, qui creuse une brèche dans le milieu interstellaire plus froid », a déclaré Michael Freyberg, membre de l’équipe et physicien du MPE, dans le communiqué. « Cette région se distingue nettement grâce à la sensibilité nettement améliorée d’eROSITA et à une stratégie de levé très différente de celle de ROSAT. »
Fait intéressant, l’équipe soupçonne que le tunnel Centaurus dans le LHB pourrait simplement faire partie d’un réseau de tunnels de gaz chauds qui se frayent un chemin entre les gaz froids du milieu interstellaire entre les étoiles.
Ce réseau de milieu interstellaire serait entretenu et soutenu par l’influence des étoiles sous la forme de vents stellaires, de supernovas qui marquent la mort des étoiles massives et de jets jaillissant d’étoiles nouvellement formées ou « protoétoiles ».
Ces phénomènes sont collectivement appelés « rétroaction stellaire » et on pense qu’ils balayent la Voie lactée, la façonnant ainsi.
En plus de la carte 3D du LHB, l’équipe a également créé un recensement des débris, des superbulles et de la poussière de supernova, qu’elle a incorporés dans la carte pour construire un modèle interactif 3D du voisinage cosmique du système solaire.
Cela comprenait un autre tunnel du milieu interstellaire connu auparavant, appelé tunnel Canis Majoris. On pense que cela s’étend entre le LHB et la nébuleuse de Gum ou entre le LHB et GSH238+00+09, une superbulle plus lointaine.
Ils ont également cartographié des nuages moléculaires denses à la limite du LHB qui s’éloignent de nous. Ces nuages auraient pu être formés lorsque le LHB a été « dégagé » et que des matériaux plus denses ont été balayés jusqu’à ses extrémités. Cela pourrait également donner une indication sur le moment où le soleil est entré dans cette bulle locale de faible densité.
« Un autre fait intéressant est que le soleil a dû entrer dans le LHB il y a quelques millions d’années, une période courte par rapport à son âge (4,6 milliards d’années) », a déclaré Gabriele Ponti, membre de l’équipe et scientifique du MPE. « C’est une pure coïncidence si le soleil semble occuper une position relativement centrale dans le LHB alors que nous nous déplaçons continuellement dans la Voie Lactée. »
Vous pouvez explorer le modèle 3D de l’équipe de notre quartier solaire ici.
Initialement publié sur Espace.com.
