De gigantesques cercles radio au-delà de la galaxie

Les astronomes rencontrent à plusieurs reprises des objets jusque-là inconnus dans l’univers. Cela a également été le cas en 2019 : à cette époque, la chercheuse Anna Kapinska a découvert une structure circulaire lointaine, plus grande qu’une galaxie et émettant de faibles ondes radio. Aujourd’hui, une équipe de recherche dirigée par Alison Coil de l’Université de Californie a découvert comment le gaz se déplace dans un « cercle radio étrange ». Comme le rapporte l’équipe dans la revue Nature, la formation explosive d’étoiles pourrait être à l’origine de ces phénomènes mystérieux.

Les étranges cercles radiophoniques – « odd radio circles » en anglais, ou ORCs en abrégé – n’ont jusqu’à présent guère fait l’objet de recherches : seuls onze candidats sont connus jusqu’à présent. Afin de prouver qu’il s’agit bien d’objets extragalactiques, c’est-à-dire qu’ils se trouvent en dehors de la Voie lactée, il faut mesurer leur spectre. Et cela n’a été réalisé qu’avec un de ces objets, explique Coil. Cependant, il existe également des preuves indirectes de l’existence de cercles radio en dehors de notre galaxie. Les candidats aux ORC ne sont pas concentrés dans le plan du disque galactique – comme les nébuleuses planétaires d’apparence similaire – mais sont pour la plupart situés loin à l’extérieur de celui-ci.

Un halo aux proportions inhabituelles

De plus, des galaxies peuvent être trouvées au centre de plusieurs ORC, les ORC étant jusqu’à 50 fois plus grandes. Coil et son équipe ont ciblé l’un d’entre eux, appelé ORC4, à l’aide de l’un des télescopes Keck à Hawaï. Alors que le cercle radio lui-même est invisible à la lumière optique, l’équipe a découvert un halo inhabituellement grand de gaz ionisé autour de la galaxie centrale d’ORC4, située à près de cinq milliards d’années-lumière de la Terre. “Avec un diamètre d’environ 130 000 années-lumière, ce halo de gaz ionisé est plus grand que ce à quoi on pourrait s’attendre pour une galaxie située à cette distance”, expliquent les chercheurs. C’est une indication que quelque chose d’inhabituel a dû se produire dans la galaxie.

À partir de leurs données d’observation, ils ont également calculé comment le gaz se déplace dans le halo : il tombe dans la galaxie à des vitesses allant jusqu’à 720 000 kilomètres par heure. Les chercheurs en concluent qu’une onde de choc venant de l’intérieur de la galaxie a initialement ionisé le gaz et que ce gaz s’écoule désormais dans la galaxie. L’étrange cercle radio doit donc être le vestige de cette onde de choc qui ne cesse de se propager.

Mais qu’est-ce qui a déclenché l’onde de choc ? Selon Coil et son équipe, le scénario le plus probable est qu’un grand nombre d’étoiles au milieu de la galaxie se soient formées de manière explosive – un événement connu sous le nom d’étoile. Les galaxies Starburst sont connues pour éjecter du gaz à grande vitesse. Une explosion d’étoiles extrême pourrait également produire des ondes de choc. En conséquence, les ORC seraient les derniers vestiges d’une violente formation d’étoiles.