Une nouvelle image radio MeerKAT révèle le cœur complexe de la Voie lactée

L’Observatoire sud-africain de radioastronomie (SARAO) a publié aujourd’hui une nouvelle image du télescope MeerKAT du centre de notre Galaxie, montrant les émissions radio de la région avec une clarté et une profondeur sans précédent. L’équipe internationale derrière le travail publie les premiers faits saillants scientifiques de cette image dans The Astrophysical Journal. L’article est accompagné d’une diffusion publique des données à la communauté astronomique mondiale pour leur exploration scientifique ultérieure.

La nouvelle image MeerKAT de la région du centre galactique est affichée avec le plan galactique s’étendant horizontalement sur l’image. De nombreuses caractéristiques radio nouvelles et déjà connues sont évidentes, y compris les restes de supernova, les régions compactes de formation d’étoiles et la grande population de filaments radio mystérieux. Les couleurs indiquent une émission radio lumineuse, tandis qu’une émission plus faible est affichée en niveaux de gris. Crédit : I. Heywood, SARAO.

L’image capture les émissions radio de nombreux phénomènes, y compris les supernovas, les pépinières stellaires et la région chaotique autour du trou noir supermassif de 4 millions de masse solaire qui se cache au centre de notre Galaxie, à 25 000 années-lumière de la Terre.

Les ondes radio pénètrent dans la poussière intermédiaire qui obscurcit la vue de cette région à d’autres longueurs d’onde. La conception innovante, la sensibilité et le point de vue géographique de MeerKAT ont été les clés de la production de l’image remarquable, qui révèle de nouveaux restes de supernova – les coquilles de matériau en expansion laissées derrière lorsque des étoiles massives meurent de manière explosive – y compris un rare exemple sphérique presque parfait, et fournit aux astronomes le meilleur aperçu à ce jour de la population de mystérieux “filaments radio” trouvés nulle part ailleurs.

La grande caractéristique qui traverse verticalement l’image est la partie interne des bulles radio (découvertes précédemment), couvrant 1400 années-lumière à travers le centre de la Galaxie.

J’ai passé beaucoup de temps à regarder cette image alors que je travaillais dessus, et je ne m’en lasse jamais“, déclare le Dr Ian Heywood de l’Université d’Oxford, de l’Université de Rhodes et de SARAO, et auteur principal de l’étude.

Lorsque je montre cette image à des personnes qui pourraient être novices en radioastronomie, ou qui ne la connaissent pas, j’essaie toujours de souligner que l’imagerie radio n’a pas toujours été ainsi, et quel bond en avant MeerKAT est vraiment en termes de son capacités. Ce fut un véritable privilège de travailler au fil des ans avec des collègues de SARAO qui ont construit ce fantastique télescope.

L’émission complexe, semblable à un cirrus, de la super bulle du centre galactique domine cette image. Celui-ci est traversé par l’arc radio, un complexe de nombreux filaments radio parallèles. La bulle radio se niche contre la région diffuse du Sagittaire A en bas au centre de l’image. Le point brillant près du centre de cette région est le Sagittaire A*, un trou noir de 4 millions de masse solaire. Cette image capture la complexité chaotique du cœur même de notre Galaxie. Crédit : I. Heywood, SARAO.

Ce travail représente l’aboutissement de 3 ans d’analyse détaillée d’une enquête menée pendant la phase de mise en service du télescope. Ces observations avaient déjà conduit à l’emblématique image inaugurale MeerKAT en 2018 ainsi qu’à la découverte d’une paire de bulles radio géantes, preuve d’une explosion explosive du cœur de notre Galaxie il y a plusieurs millions d’années. Maintenant, enfin, l’image est disponible dans toute sa complexité pour une étude détaillée par les astronomes du monde entier.

La nouvelle image est basée sur une mosaïque de 20 observations distinctes utilisant 200 heures de temps de télescope couvrant une zone de 6 degrés carrés (30 fois la zone de la pleine Lune). Les données ont été traitées de manière cohérente pour fournir une résolution angulaire de 4 secondes d’arc – l’angle sous-tendu par une personne de grande taille à une distance de 100 kilomètres ; ou par la largeur d’un fin cheveu humain tenu à bout de bras – résultant en une image scientifique de 100 mégapixels.

Le traitement des 70 téraoctets de données brutes a été partagé entre deux supercalculateurs du Cap Lengau du Center for High Performance Computing et l’ilifu de l’IDIA. Le traitement des données et l’imagerie ont été assistés par la doctorante de Rhodes / SARAO, Isabella Rammala, qui étudie les sources radio compactes dans l’image.

Les caractéristiques hautement linéaires qui imprègnent l’image sont des fils magnétisés radio émetteurs. Jusqu’à 100 années-lumière de long, ces structures uniques ont défié une explication concluante de leur origine depuis leur découverte il y a plus de 35 ans.

À PROPOS DE MEERKAT ET DE L’OBSERVATOIRE DE RADIOASTRONOMIE D’AFRIQUE DU SUD

MeerKAT, à l’origine le Karoo Array Telescope, est un radiotélescope inauguré en 2018 composé de 64 antennes réparties sur un diamètre de 8 kilomètres dans la province du Cap Nord en Afrique du Sud. C’est le télescope le plus sensible de ce type au monde et un précurseur du radiotélescope Square Kilometre Array (SKA), qui sera construit en Afrique du Sud et en Australie au cours de la prochaine décennie.

L’Observatoire sud-africain de radioastronomie (SARAO), une installation de la National Research Foundation, est responsable de la gestion de toutes les initiatives et installations de radioastronomie en Afrique du Sud, y compris le télescope MeerKAT, ainsi que les activités de géodésie et VLBI de l’installation HartRAO.

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