Une équipe internationale, comprenant des chercheurs du Center for Astrophysics | Harvard and Smithsonian (CfA), a détecté des champs magnétiques dans un disque de gaz et de poussière s'étendant sur plusieurs centaines d'années-lumière dans Arp 220, un système formé par la fusion de deux galaxies.
Arp 220, l'un des objets infrarouges les plus lumineux au-delà de la Voie lactée, est considéré comme le résultat de la collision de deux galaxies spirales riches en gaz. Cette collision intense a déclenché une augmentation de la formation d'étoiles, en faisant un laboratoire idéal pour étudier les conditions nécessaires à l'émergence des étoiles.
Les astronomes cherchent depuis longtemps à comprendre pourquoi certaines galaxies convertissent le gaz en étoiles plus efficacement que d'autres. La présence de champs magnétiques pourrait aider à expliquer ce phénomène en régulant la formation d'étoiles, semblable à un autocuiseur gérant la chaleur et la pression.
David Clements de l'Imperial College, au Royaume-Uni, qui a dirigé l'étude, a déclaré : "C'est la première fois que nous trouvons des preuves de champs magnétiques dans le noyau d'une fusion. Mais cette découverte n'est qu'un point de départ. Nous avons maintenant besoin de meilleurs modèles et de voir ce qui se passe dans d'autres fusions de galaxies."
L'équipe a utilisé le Submillimeter Array (SMA), un ensemble de huit dishes radio situées près du sommet de Maunakea à Hawaï, pour examiner Arp 220. Le SMA est reconnu pour ses capacités de haute résolution dans l'étude des phénomènes célestes.
Pour qu'une galaxie forme un nombre significatif d'étoiles en peu de temps, de grandes quantités de gaz doivent se condenser et s'effondrer. Cependant, à mesure que de jeunes étoiles chauffent leur environnement, ce gaz a tendance à se disperser, entravant la formation d'étoiles. Clements a noté qu'un champ magnétique peut stabiliser ce processus, de manière similaire à un autocuiseur retenant la chaleur.
Les fusions de galaxies connaissent souvent des poussées rapides de formation d'étoiles, appelées starbursts, qui les différencient des galaxies en formation d'étoiles typiques. Dans ces starbursts, le gaz se convertit en étoiles à un rythme significativement plus élevé, incitant les scientifiques à enquêter sur les mécanismes sous-jacents.
Une hypothèse est que les champs magnétiques fournissent une stabilisation supplémentaire, empêchant le gaz formateur d'étoiles de se dilater trop rapidement. Ces champs pourraient maintenir les régions denses de formation d'étoiles plus longtemps que prévu, contrebalançant les effets perturbateurs de la chaleur stellaire et des supernovae.
Des modèles théoriques ont prédit de telles influences magnétiques, et les nouvelles observations offrent des preuves concrètes de leur existence dans une galaxie en fusion.
Qizhou Zhang du CfA, co-auteur de l'étude, a expliqué : "Un autre effet du champ magnétique est qu'il ralentit la rotation du gaz dans les disques des galaxies en fusion, permettant à la gravité d'attirer le gaz vers l'intérieur pour alimenter les starbursts."
L'équipe de recherche prévoit de rechercher des champs magnétiques dans d'autres galaxies similaires à Arp 220 pour mieux comprendre leur rôle dans certaines des galaxies les plus lumineuses de l'univers local.