La Voie lactée vient de s’agrandir un peu. De nouvelles mesures de l’observatoire Chandra de la NASA et de XMM-Newton de l’ESA montrent que les bras spiraux extérieurs de notre galaxie pourraient s’étendre environ 10 % plus loin du centre galactique que ce que l’on pensait auparavant, une découverte qui pourrait forcer les astronomes à réviser la masse et la structure estimées de notre galaxie.
La découverte, publiée le 19 juin 2026 dans la revue Astronomy & Astrophysics, est le fruit d’une équipe dirigée par Beatrice Vaia, doctorante dans le cadre d’un programme conjoint entre la Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia et l’Université de Trente en Italie. Les chercheurs ont utilisé une astucieuse technique géométrique, mesurant les « échos lumineux » en rayons X de trois puissants sursauts gamma (GRB) survenus bien au-delà de la Voie lactée.
Lorsqu’un sursaut gamma éclate, le type d’explosion le plus énergétique de l’univers, déclenché par l’effondrement d’étoiles massives ou la fusion d’étoiles à neutrons, il émet un flash de rayons X. Une partie de cette lumière traverse le cosmos et se diffuse sur les nuages de poussière des bras spiraux de la Voie lactée, créant des anneaux de rayons X en expansion que les observatoires spatiaux peuvent détecter. Le diamètre de chaque anneau révèle la distance au nuage de poussière : les anneaux les plus grands proviennent de nuages plus proches de la Terre.
« C’est une méthode très directe, reposant uniquement sur la géométrie, pour mesurer avec précision les distances aux bras spiraux de la Voie lactée », a déclaré Vaia dans un communiqué de la NASA. « La plupart des autres méthodes reposent sur des hypothèses concernant la rotation de la Voie lactée, qui deviennent de plus en plus incertaines dans les régions extérieures de notre galaxie. »
L’équipe a mesuré trois bras spiraux le long de la ligne de visée d’un seul sursaut gamma : le bras de Persée, le bras externe et le bras externe Scutum-Centaure. Ils ont constaté que les deux bras les plus externes sont environ 10 % plus éloignés que ne le suggéraient les modèles précédents. Par exemple, le bras externe Scutum-Centaure était auparavant estimé à 19 000 parsecs (62 000 années-lumière) de la Terre. Les nouvelles données le situent à environ 20 900 parsecs (68 200 années-lumière).
La mesure a également révélé que le nuage de poussière dans le bras le plus éloigné s’étend sur environ 1 073 parsecs (3 500 années-lumière), confirmant que la technique capture l’épaisseur totale du bras spiral plutôt qu’un amas de matière isolé.
« Les différences sont faibles, mais toute révision de ces distances est importante car elles sont si fondamentales pour comprendre notre galaxie », a déclaré la co-autrice Ilaria Fornasiero, également doctorante dans le même programme. « Par exemple, cela pourrait signifier que les astronomes doivent réviser les estimations de la masse de la galaxie, car cela affecte l’étendue des bras. »
Si les bras s’étendent plus loin, la masse totale de la Voie lactée pourrait être plus importante que ce qui est actuellement estimé. Cela se répercuterait sur les modèles de rotation galactique, la distribution de la matière noire et les théories de la formation et de l’évolution de la Voie lactée sur des milliards d’années.
La technique n’est pas sans limites. Les sursauts gamma brillants qui traversent la dense poussière et le gaz du plan galactique sont extrêmement rares. En 25 ans d’observations, l’équipe n’a trouvé qu’une poignée d’événements exploitables.
« Nous comptons sur l’univers pour nous fournir ces événements, et jusqu’à présent, en 25 ans, nous n’en avons trouvé qu’une poignée que nous pouvons utiliser », a déclaré le co-auteur Andrea Tiengo de la Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia. L’équipe prévoit de continuer à rechercher davantage de sursauts gamma pour affiner leurs mesures des bras spiraux supplémentaires.
Malgré la petite taille de l’échantillon, les résultats représentent l’une des mesures de distance les plus précises jamais réalisées dans les régions extérieures de la Voie lactée. Les estimations précédentes du bras externe Scutum-Centaure n’étaient précises qu’à environ 10 %. La nouvelle technique a amélioré cette précision à environ 1 %.
Pour les astronomes qui tentent de cartographier la Voie lactée de l’intérieur, un exercice souvent comparé à la tentative de cartographier une forêt depuis l’intérieur de celle-ci, chaque amélioration compte. L’image actualisée de notre galaxie montre ses bras externes plus lâchement spiralés, avec plus d’espace ouvert entre eux, dressant un portrait subtilement différent du voisinage cosmique que nous appelons notre foyer.
Traduit par Lydie