On a peut-être trouvé le bord de la Voie lactée

Il est difficile, voire impossible, d’avoir une vue d’ensemble de la Voie lactée à partir de la Terre puisque notre système solaire en fait partie. La meilleure estimation que l’on a pu obtenir jusqu’ici concernant le diamètre de notre galaxie provient des données collectées par Gaia, et donne une valeur de 260 000 années-lumière. Pourtant, il ne s’agit que de la partie visible puisque la galaxie possède également un halo invisible de matière noire qui s’étend bien au-delà du disque.

Une nouvelle étude soumise au journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society et postée sur le site arXiv a pu calculer le diamètre de la Voie lactée incluant le halo de matière noire. Elle a été menée par l’astrophysicien Alis Deason du Durham University au Royaume-Uni, et a donné une valeur de 1,9 millions d’années-lumière.

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L’on sait que la matière noire existe au niveau de notre galaxie car les étoiles placées au niveau de son bord extérieur tournent autour de son centre à une vitesse largement supérieure à ce que permet la matière visible. L’influence gravitationnelle qui rend possible cette vitesse est ainsi admise comme provenant de la matière noire qui forme un halo sphérique enveloppant le disque galactique.

Étudier la vitesse radiale

Pour calculer le diamètre de la galaxie en prenant en compte le halo de matière noire, Deason et son équipe ont procédé à des simulations cosmologiques à haute résolution des halos de matière noire de galaxies ayant à peu près la même masse que la Voie lactée. Ils se sont surtout intéressés à la galaxie M31, plus connue sous le nom de galaxie Andromède, et qui est la voisine de grande taille la plus proche de nous.

En utilisant différents programmes de simulation, les chercheurs ont pu modéliser le halo de matière noire de la Voie lactée en se basant sur la vitesse radiale et la densité. La vitesse radiale est la vitesse orbitale d’objets tournant autour du centre de la galaxie à des distances variées. D’après ce qui est indiqué dans l’article, les simulations ont montré que la vitesse radiale des objets au-delà du halo de matière noire, comme les galaxies naines, diminuait significativement.

Comparer avec d’autres modèles

La deuxième étape de l’étude a consisté à faire une comparaison des modèles créés avec une base de données comprenant les observations faites sur des galaxies naines se trouvant autour de la Voie lactée. Les résultats ont montré qu’il y avait effectivement une diminution soudaine de la vitesse radiale comme l’ont prédit les simulations.

D’après les calculs, la distance radiale basée sur cette limite a une valeur d’environ 292 kiloparsecs, c’est-à-dire 950 000 années-lumière. Cette valeur multipliée par deux donne le diamètre qui est donc de 1,9 million années-lumière.

D’après les scientifiques derrière l’étude, il est possible de trouver une valeur plus précise de ce diamètre. Connaitre cette valeur permettra également de trouver les limites extérieures d’autres galaxies.

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