Un mystérieux « tunnel interstellaire » découvert dans notre poche locale d’espace

La petite poche du Système solaire dans la Voie lactée est, assez curieusement, exactement cela. Notre étoile réside dans un compartiment inhabituellement chaud et peu dense dans les jupes de la galaxie, connu sous le nom de Bulle Locale Chaude (LHB).

Pourquoi on ne l’appelle pas la Poche Locale Chaude, personne ne le sait ; mais, parce que c’est une anomalie, les scientifiques veulent savoir pourquoi cette région existe.

Maintenant, une équipe d’astronomes a cartographié la bulle, révélant non seulement une étrange asymétrie dans la forme et le gradient de température de la poche, mais aussi la présence d’un mystérieux tunnel pointant vers la constellation du Centaure.

Les nouvelles données sur la forme et la chaleur de la bulle étayent une interprétation précédente selon laquelle la LHB a été creusée par des supernovae qui ont explosé et chauffé la structure, tandis que le tunnel suggère qu’il pourrait être connecté à une autre bulle à faible densité à proximité.

La LHB se caractérise par sa température. C’est une région qui aurait au moins 1 000 années-lumière de diamètre, avec une température d’environ un million de kelvins. Parce que les atomes sont si dispersés, cette température élevée n’a pas d’effet de chauffage significatif sur la matière à l’intérieur, ce qui est probablement une bonne chose pour nous. Mais elle émet une lueur dans les rayons X, ce qui est la façon dont les astronomes l’ont identifiée il y a des années.

Un modèle 3D de la position du Système solaire dans la Bulle Locale Chaude. Une version interactive est disponible ici. (Michael Yeung/MPE)

Mais caractériser quelque chose à l’intérieur duquel on se trouve physiquement est beaucoup plus facile à dire qu’à faire. Imaginez un poisson (si un poisson avait une intelligence humaine) essayant de décrire la forme de son aquarium sans bouger du centre. C’est délicat, mais avec les bons outils, cela devient plus facile.

Cela nous amène à eROSITA, le puissant télescope spatial à rayons X de l’Institut Max Planck de physique extraterrestre. Dirigée par l’astrophysicien Michael Yeung de l’Institut, une équipe de chercheurs a utilisé eROSITA pour sonder la LHB de manière plus détaillée que jamais auparavant.

Nous savons, grâce à des efforts de recherche précédents, que la LHB était probablement le produit d’explosions de supernovae s’enchaînant comme une série de pétards, il y a environ 14,4 millions d’années. La position du Système solaire au centre de la bulle n’est qu’une amusante coïncidence cosmique. Mais la forme de la LHB restait mal définie – une sorte de configuration en os de knuckle dodue et boursouflée.

Un grand avantage d’eROSITA est sa position. Des brumes de notre atmosphère terrestre atteignent une distance surprenante dans l’espace, avec un large halo d’hydrogène appelé géocoronne s’étendant jusqu’à 100 rayons terrestres, soit plus de 600 000 kilomètres, de la surface. Lorsque les particules soufflées par le Soleil interagissent avec la géocoronne, elles créent une lueur diffuse de rayons X très similaire à la lueur de la LHB.

eROSITA est à bord d’un observatoire spatial situé à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre. Situé dans une position gravitationnellement stable créée par l’attraction de la Terre et du Soleil, l’observatoire à rayons X est le premier du genre à observer le ciel aux rayons X complètement en dehors de notre géocoronne brillante.

Les chercheurs ont divisé les observations eROSITA du ciel aux rayons X en environ 2 000 sections, et ont étudié minutieusement la lumière X dans chacune d’elles pour générer une carte de la LHB. Leurs résultats ont révélé que la bulle se dilate perpendiculairement au plan galactique, plus que dans une direction parallèle. Ce n’est pas surprenant, car les directions verticales offrent moins de résistance que les horizontales.

Le gradient de température de la Bulle Locale Chaude, codé par couleur. (Michael Yeung/MPE)

Le gradient de température asymétrique mesuré par les chercheurs était cohérent avec la théorie des supernovae pour la création de la bulle, avec la possibilité que des étoiles aient explosé dans notre voisinage jusqu’à il y a quelques millions d’années seulement.

Leur carte a également affiné la forme connue de la LHB, permettant de construire un modèle en trois dimensions. Le résultat ressemble aux flux d’une nébuleuse bipolaire, un peu plus piquante et bosselée. Et il y avait une surprise cachée.

« Ce que nous ne savions pas, c’est l’existence d’un tunnel interstellaire vers le Centaure, qui creuse un espace dans le milieu interstellaire plus froid », explique l’astrophysicien Michael Freyberg de l’Institut Max Planck d’astrophysique extraterrestre. « Cette région se détache en relief. »

Nous ne savons pas encore à quoi le tunnel se connecte. Il y a un certain nombre d’objets dans la direction où il s’étire, y compris la nébuleuse de la Gomme, une autre bulle voisine, et plusieurs nuages moléculaires.

Cela pourrait aussi être un indice que la galaxie est constituée d’un réseau entier de bulles chaudes et de tunnels interstellaires, une idée proposée en 1974, et pour laquelle peu de preuves ont encore émergé. Nous pourrions être sur le point de trouver ce réseau maintenant – et cela, à son tour, pourrait nous aider à en apprendre davantage sur l’histoire récente de notre galaxie.