MASTODONTE. C’est un nuage gigantesque qui nous fonce dessus ! Les astrophysiciens, qui ont ce monstre cosmique – d’un million de fois la masse du Soleil – à l’œil depuis sa découverte dans les années 1960, viennent enfin de découvrir le secret de ses origines : ce mastodonte proviendrait de régions distantes de quelques milliards d’années-lumière, dans un Univers visible s’étendant environ sur 14 milliards d’années-lumière. Une provenance extrêmement lointaine comme l’atteste le résultat annoncé mi-février par Jay Lockman et son équipe du NRAO (National radio Astronomy Observatory) qui ont utilisé le télescope de Green Bank en Virginie occidentale (Etats-Unis) pour l’observer. Pas de panique pour autant ! Si cet énigmatique et monstrueux nuage fonce vers nous à 870 000 km/heure, il ne parviendra pas aux abords de notre Voie Lactée avant… 30 millions d’années environ.
Une masse en mouvement, longue de 11 000 années-lumière
L’histoire du nuage de Smith débute en 1960, lorsque Gail Smith, une étudiante américaine de l’université de Leyde aux Pays-Bas travaillait à l’observatoire radioastronomique de Dwingeloo, dans le nord-est du pays. Elle observe dans les données enregistrées ce qui pourrait rassembler à une masse en mouvement, longue de 11 000 années-lumière et large de 2500 années-lumière, située alors à seulement 8000 années-lumière du disque galactique. Un objet énorme qui ne pouvait être repéré que dans le domaine des ondes radio… raison pour laquelle il était jusqu’alors passé inaperçu !
PLEINE LUNE. En effet, s’il avait brillé dans les longueurs d’onde du visible, il serait apparu depuis la Terre aussi gros que trente fois la pleine Lune et aurait pu très facilement être vu à l’œil nu ! Et c’est au cours de son travail de thèse que Gail Smith parvient, la première, à en déterminer la masse – l’équivalent d’un million de fois le Soleil – et la vitesse de déplacement à 870 000 km/heure. Mais le nuage de Smith retombe ensuite dans l’oubli, les télescopes de l’époque ne permettent pas d’en savoir davantage. Il faudra attendre 2008 pour entendre à nouveau parler de lui au colloque annuel de la Société astronomique américaine qui a lieu au Texas. Et c’est déjà Jay Lockman qui créé la surprise : le chercheur explique en effet que, dans un passé très lointain, le nuage a déjà interagi avec la Voie Lactée ! Ses observations semblent en effet montrer qu’il aurait traversé les bras galactiques.
Un lambeau de gaz détaché de notre galaxie ?
Cette annonce déclenche aussitôt des interrogations en rafales parmi lesquelles celle-ci : le nuage de Smith serait-il, à la manière d’une comète, un visiteur périodique qui frôle la Voie Lactée toutes les quelques centaines de millions d’années ? Dans le doute, certains astronomes émettent cependant l’hypothèse qu’il pourrait s’agir en fait d’un lambeau de gaz détaché de notre propre galaxie et qui reviendrait ainsi. Mais l’équipe de Jay Lockman balaie rapidement cette version : le nuage de Smith ne peut pas être un fragment de notre galaxie, ni d’aucune autre d’ailleurs. La raison en étant que le gaz des galaxies contiennent – certes en faible quantité, mais de manière détectable – des éléments chimiques comme l’azote et le carbone, plus lourds que l’hélium et l’hydrogène.
COIFFE DE MATIÈRE NOIRE. Or, rien de tout cela dans Smith ! Celui-ci n’est formé que d’hydrogène et d’hélium, et son éventuel passage antérieur à travers le bras de la Voie Lactée ne l’a pas chimiquement "contaminé". Restait cependant une question troublante : comment ce nuage pouvait-il être resté entier après avoir traversé un bras galactique ? En effet, le passage dans une région plus dense comme peut l’être l’orée du disque galactique par rapport au milieu inter-galactique aurait dû le désagréger…
Cette fois, c’est à Matthieu Nicols et à son équipe de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne et de l’Observatoire de Sauverny en Suisse que l’on doit de premiers éléments de réponse. En utilisant les données du télescope de Green Bank dans leur simulation numérique, les chercheurs ont en effet conclu que rien ne peut expliquer la cohésion de Smith… sinon le fait qu’il porte une "coiffe" de matière noire. Rappelons que la matière noire est une masse hypothétique, invisible et jusqu’alors indétectable, qui agit uniquement par sa force gravitationnelle.
Flambées stellaires en prévision
C’est ce "bouclier" de matière noire qui, selon les chercheurs, empêcherait le nuage de Smith de se disloquer… Une hypothèse très difficile à vérifier. En attendant l’arrivée du nuage aux abords de la Voie Lactée, les astronomes ont pris le temps de calculer – selon son angle d’arrivée et sa rotation – la zone d’impact prévue !
Le nuage de Smith (en orangé dans l'image de gauche) percutera dans environ 30 millions d'années l'un des bras de notre galaxie. ©NRAO
Car c’est sur un bras de notre galaxie qu’aura alors lieu un feu d’artifice immense générant des milliers d’étoiles jeunes et brillantes. En effet, le nuage de Smith constituera un apport de gaz supplémentaire qui "boostera" l’activité stellaire et provoquera ce que les astronomes appellent couramment des "flambées stellaires". Pour l’admirer, il suffit donc de patienter... quelques 30 millions d’années.
