Communiqué de presse

La plus lointaine détection du champ magnétique d'une galaxie

6 septembre 2023

Grâce à ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), des astronomes ont détecté le champ magnétique d'une galaxie si lointaine que sa lumière a mis plus de 11 milliards d'années à nous parvenir : nous la voyons telle qu'elle était lorsque l'Univers n'avait que 2,5 milliards d'années. Ce résultat fournit aux astronomes des indices essentiels sur l'origine des champs magnétiques de galaxies telles que notre Voie lactée.

De nombreux corps astronomiques de l'Univers possèdent des champs magnétiques, qu'il s'agisse de planètes, d'étoiles ou de galaxies. "Beaucoup de gens ne savent peut-être pas que notre galaxie entière et d'autres galaxies sont traversées par des champs magnétiques qui s'étendent sur des dizaines de milliers d'années-lumière", explique James Geach, professeur d'astrophysique à l'université du Hertfordshire, au Royaume-Uni, et auteur principal de l'étude publiée aujourd'hui dans la revue Nature.

Enrique Lopez Rodriguez, chercheur à l'université de Stanford (États-Unis), qui a également participé à l'étude, ajoute : "Nous savons très peu de choses sur la façon dont ces champs se forment, alors qu'ils jouent un rôle fondamental dans l'évolution des galaxies". On ne sait en fait pas exactement à quel moment de la vie de l'Univers et à quelle vitesse se forment les champs magnétiques dans les galaxies, car jusqu'à présent, les astronomes n'ont cartographié les champs magnétiques que dans les galaxies proches de nous.

Aujourd'hui, grâce à ALMA, dont l'Observatoire Européen Austral (ESO) est partenaire, James Geach et son équipe ont découvert un champ magnétique entièrement formé dans une galaxie lointaine, dont la structure est similaire à celle observée dans les galaxies proches. Ce champ est environ 1000 fois plus faible que le champ magnétique terrestre, mais il s'étend sur plus de 16 000 années-lumière.     

"Cette découverte nous donne de nouveaux indices sur la formation des champs magnétiques à l'échelle galactique", explique James Geach. L'observation d'un champ magnétique entièrement développé aussi tôt dans l'histoire de l'Univers indique que des champs magnétiques couvrant des galaxies entières peuvent se former rapidement alors que les jeunes galaxies sont encore en pleine croissance.

L'équipe pense que la formation intense d'étoiles dans l'Univers primitif pourrait avoir joué un rôle dans l'accélération du développement des champs. En outre, ces champs peuvent à leur tour influencer la façon dont les générations d'étoiles suivantes se formeront. Rob Ivison, co-auteur et astronome à l'ESO, explique que cette découverte ouvre "une nouvelle fenêtre sur le fonctionnement interne des galaxies, car les champs magnétiques sont liés à la matière qui forme les nouvelles étoiles".

Pour parvenir à cette détection, l'équipe a recherché la lumière émise par les grains de poussière dans la galaxie lointaine 9io9 [1]. Les galaxies sont pleines de grains de poussière et, en présence d'un champ magnétique, les grains ont tendance à s'aligner et la lumière qu'ils émettent devient polarisée. Cela signifie que les ondes lumineuses oscillent le long d'une direction privilégiée plutôt que de manière aléatoire. Lorsque ALMA a détecté et cartographié un signal polarisé provenant de 9io9, la présence d'un champ magnétique dans une galaxie très lointaine a été confirmée pour la première fois.

"Aucun autre télescope n'aurait pu réaliser cela", déclare James Geach. L'espoir est qu'avec cette observation et les suivantes de champs magnétiques lointains, le mystère de la formation de ces composants galactiques fondamentaux commencera à s'éclaircir.

Notes

[1] 9io9 a été découverte dans le cadre d'un projet de science citoyenne. La découverte a été facilitée par les téléspectateurs de l'émission britannique Stargazing Live de la BBC, qui, pendant trois nuits en 2014, ont été invités à examiner des millions d'images à la recherche de galaxies lointaines.

Plus d'informations

Cette recherche a été présentée dans un article à paraître dans Nature.

L'équipe est composée de J. E. Geach (Centre for Astrophysics Research, School of Physics, Engineering and Computer Science, University of Hertfordshire, UK [Hertfordshire]), E. Lopez-Rodriguez (Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University, USA), M. J. Doherty (Hertfordshire), Jianhang Chen (European Southern Observatory, Garching, Germany [ESO]), R. J. Ivison (ESO), G. J. Bendo (UK ALMA Regional Centre Node, Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Department of Physics and Astronomy, The University of Manchester, UK), S. Dye (School of Physics and Astronomy, University of Nottingham, UK) et K. E. K. Coppin (Hertfordshire).

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L’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), une installation astronomique internationale, est le fruit d’un partenariat entre l'ESO, l’U.S. National Science Foundation (NSF) et le National Institutes of Natural Sciences (NINS) du Japon en coopération avec la République du Chili. ALMA est financé par l'Observatoire Européen Austral (ESO) pour le compte de ses Etats membres, la NSF en coopération avec le National Research Council du Canada (NRC), le National Science Council of Tawain (NSC) et le NINS en coopération avec l’Academia Sinica (AS) à Taiwan et le Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). La construction et la gestion d'ALMA sont supervisées par l'ESO pour le compte de ses Etats membres, par le National Radio Astronomy Observatory (NRAO) dirigé par Associated Universities, Inc (AUI) en Amérique du Nord, et par le National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) pour l'Asie de l'Est. L’Observatoire commun ALMA (JAO pour Joint ALMA Observatory) apporte un leadership et un management unifiés pour la construction, la mise en service et l’exploitation d’ALMA.

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Contacts

James Geach
Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire
Hatfield, UK
Email: j.geach@herts.ac.uk

Enrique Lopez Rodriguez
Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University
Stanford, California, USA
Email: elopezrodriguez@stanford.edu

Rob Ivison
European Southern Observatory (ESO), Germany; Macquarie University, Australia; Dublin Institute for Advanced Studies, Ireland; University of Edinburgh, Scotland; ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions, Australia
Email: Rob.Ivison@eso.org

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso2316.