Autour de notre Galaxie, telle une couronne invisible, s'étend un nuage de gaz ténu, chauffé à des millions de degrés. On l'appelle le halo galactique. Voir cette lueur directement est difficile : elle émet des rayons X mous, absorbés par l'atmosphère terrestre. Mais les télescopes spatiaux, comme eROSITA, peuvent capter cette faible lumière et cartographier le souffle chaud de la Voie lactée.

Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont sélectionné un échantillon de galaxies virtuelles semblables à la nôtre, issues de la simulation cosmologique TNG50. C'est un modèle informatique qui calcule l'évolution de l'Univers depuis le Big Bang jusqu'à nos jours. Pour chaque galaxie simulée, ils ont construit des images et des spectres de rayons X artificiels, comme si on les observait de l'intérieur (depuis la position du Soleil) et de l'extérieur. Il s'avère que, pour la luminosité globale et l'absorption des ions O VII, le modèle correspond assez bien à la réalité.

Mais lorsque les chercheurs ont comparé le profil de brillance de surface dans les régions externes, des écarts sont apparus. Dans la simulation, l'émission chute beaucoup plus rapidement avec la distance au centre que ne le montrent les observations d'eROSITA pour des galaxies lointaines. À plus de cent kiloparsecs (soit environ trois diamètres de la Voie lactée), le modèle produit dix fois moins de lumière. De plus, dans les halos virtuels, l'absorption O VIII — signe d'un gaz à une température d'un million et demi à trois millions de degrés — fait défaut. Les mesures réelles dans notre Galaxie donnent des raies deux fois plus intenses.

Il semble que dans la simulation TNG50, l'énergie des supernovae et des noyaux actifs de galaxies soit injectée trop près du centre et de manière trop puissante. Le gaz se réchauffe, mais n'a pas le temps de se disperser loin, formant un nuage compact au lieu d'une couronne étendue. C'est une leçon importante pour les futurs modèles : pour obtenir un halo chaud correct, il faut apprendre à la rétroaction à fonctionner plus délicatement, en distribuant la chaleur sur de grandes distances.