Les anneaux de poussière révèlent les secrets des bras spiraux express
Une pièce sombre, de la poussière flotte dans l'air. Une lampe puissante s'allume – et les particules de poussière s'illuminent, révélant leur position. Les astronomes ont appliqué une technique similaire à notre Galaxie. Les sursauts gamma – les explosions les plus puissantes dans les galaxies lointaines – ont servi de lampe, et les nuages de poussière interstellaire ont joué le rôle des particules. Les rayons X du sursaut traversent un tel nuage, une partie du rayonnement est déviée, et nous voyons un anneau lumineux. Le délai entre l'éclat et l'apparition de l'anneau dépend de la distance au nuage, et on peut le mesurer avec une précision de quelques pour cent.
Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont analysé les observations de trois sursauts gamma réalisées par les télescopes XMM-Newton et Chandra. Les sursauts ont illuminé des nuages de poussière en direction des bras de Persée, du Bras Externe et du Bras Externe de l'Écu-Croix du Sud. Ils ont non seulement confirmé les distances de nuages déjà connus, mais aussi découvert deux nouveaux anneaux. Ils se trouvent à environ 7 et 10 kiloparsecs (23 000 et 33 000 années-lumière) en direction de l'un des sursauts. L'analyse de plusieurs observations du plus brillant d'entre eux – GRB 221009A – a permis de mesurer la distance au nuage à 19 kiloparsecs (62 000 années-lumière) avec une incertitude de seulement 0,2 kiloparsec.
Ces mesures précises ont montré que la géométrie réelle des bras externes de la Voie lactée diffère sensiblement de celle prédite par les modèles actuels. Ces modèles reposent sur des mesures spectroscopiques des vitesses de rotation de la Galaxie. Il semble que notre demeure stellaire soit un peu plus complexe que nous le pensions. Les anneaux de poussière, comme un écho des explosions lointaines, aident à sonder des structures invisibles à l'œil nu et à affiner la carte de la Galaxie. L'éclat de la lampe dans la pièce sombre a révélé les contours de la poussière – de même, les sursauts gamma révèlent progressivement le motif des bras galactiques.
Les nuages de poussière illuminés par les sursauts gamma sont principalement constitués de minuscules particules de la taille de la fumée de cigarette – moins d'un micron. Mais ils sont si nombreux qu'ensemble, ils produisent une diffusion notable des rayons X.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « Lumière des jours lointains », les humains apprennent à voir à travers toutes les barrières grâce à des trous de ver. Ici, la nature elle-même nous offre un moyen de voir à travers la poussière de la Galaxie.