Un champ magnétique s’étendant sur 16 000 années-lumière de large a été détecté dans une ancienne galaxie dont la lumière est amplifiée par une lentille gravitationnelle. Comme elle est si éloignée de nous, nous voyons cette galaxie telle qu’elle était il y a plus de 11 milliards d’années. Bien que toutes les galaxies contiennent un champ magnétique gigantesque, les astronomes n’avaient jamais détecté auparavant de magnétisme galactique à une époque aussi lointaine.
La Découverte
La découverte a été faite à l’aide de l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) au Chili, par une équipe internationale d’astronomes dirigée par l’astrophysicien Jim Geach de l’Université de Hertfordshire au Royaume-Uni. La galaxie, connue sous le nom d’ASW0009io9, a été découverte en 2014 dans le cadre d’un projet de science citoyenne appelé Space Warps.
Le projet a généré 7,5 millions de classifications de galaxies à lentille dans des images prises par l’enquête Legacy Survey du télescope Canada-France-Hawaii (CFHT). La magnification de la galaxie est déformée, apparaissant sous la forme de ce qu’on appelle un anneau d’Einstein. Ce phénomène se produit lorsque la galaxie lointaine, un objet en premier plan comme un amas de galaxies et la Terre sont tous presque parfaitement alignés.
Geach, qui a initialement dirigé les observations d’ASW0009io9 en 2014, a dirigé une équipe qui a utilisé ALMA pour détecter la lumière émise par les grains de poussière interstellaire, qui contiennent souvent des métaux. Ces grains de poussière s’alignent sur le champ magnétique de la galaxie. L’alignement provoque la polarisation de la lumière de longueur d’onde longue émise par la poussière. Lorsque la lumière est polarisée, cela signifie que les photons oscillent dans une direction préférée. C’est un peu comme regarder la galaxie à travers des lunettes de soleil, qui ne laissent passer que la lumière avec une certaine polarisation.
Toutes les galaxies ont-elles un champ magnétique ?
Toutes les galaxies, y compris notre Voie lactée, contiennent un champ magnétique diffus tissé dans le tissu des nuages de gaz moléculaire et de poussière d’une galaxie. Cependant, l’origine de ces champs magnétiques est un mystère. “En réalité, nous en savons très peu sur la manière dont ces champs se forment. Malgré leur importance pour l’évolution des galaxies”, a déclaré Enrique Lopez Rodriguez de l’Université de Stanford, membre de l’équipe de Geach.
Nous voyons la galaxie ASW0009io9 à une époque où l’univers n’avait que 2,5 milliards d’années. “La découverte nous fournit de nouveaux indices sur la manière dont se forment les champs magnétiques à l’échelle galactique”, a déclaré Geach. En effet, cette ancienne galaxie indique aux astronomes que quel que soit le processus de formation des champs magnétiques galactiques, il se produit relativement tôt et rapidement.
Le champ magnétique de cette ancienne galaxie n’est pas particulièrement fort et mesure 500 microgauss. Il est mille fois plus faible que le champ magnétique terrestre, qui varie de 25 à 65 gauss. La valeur est assez typique des champs magnétiques galactiques. Par exemple, le champ magnétique de la Voie lactée est encore plus faible, à seulement 20 à 40 microgauss. La raison de leur faiblesse est la taille immense de ces objets.
L’équipe de Geach soupçonne que des périodes intensives de formation d’étoiles au début de la vie d’ASW0009io9 ont contribué à propager le champ magnétique dans toute la galaxie. À leur tour, il est connu que les champs magnétiques galactiques diffus qui imprègnent les nuages de gaz moléculaire influencent la formation ultérieure d’étoiles. Là où les flux se rencontrent, la densité et la température du gaz augmentent jusqu’à ce qu’une étoile naisse.