Pour la première fois, les astronomes ont détecté directement comment les nuages turbulents de gaz ionisé entre les étoiles se courbent et brouillent le signal radio d’un quasar lointain.
L’espace entre les étoiles de notre Voie lactée, connu sous le nom de milieu interstellaire, regorge de nuages de gaz ionisés et d’électrons.
Lorsque des ondes de lumière radio provenant d’objets éloignés traversent ce matériau turbulent, elles sont courbées et déformées de la même manière qu’une brume thermique s’élevant au-dessus d’un incendie déforme notre vision de tout ce qui se trouve derrière lui.
Cette distorsion a longtemps permis aux astronomes de déduire que la turbulence existe, mais la compréhension de sa structure est restée jusqu’à présent hors de portée.
Pour mesurer les turbulences, l’astronome du Centre d’astrophysique de Harvard & Smithsonian, Alexander Plavin, et ses collègues ont jeté leur dévolu sur un quasar appelé TXS 2005+403.
Cette source radio lumineuse est alimentée par un trou noir supermassif situé à environ 10 milliards d’années-lumière dans la constellation du Cygne.
Lorsque la lumière radio du quasar se déplace vers la Terre, elle traverse la région du Cygne, l’un des environnements les plus turbulents et les plus fortement diffusants de la Voie lactée, provoquant la déviation et la distorsion des ondes radio.
« La plupart de ce que nous voyons dans les données radio ne provient pas du quasar lui-même, mais de la diffusion provoquée par les turbulences dans cette région de la Voie lactée », a déclaré le Dr Plavin.
« Cette diffusion et les distorsions qui l’accompagnent nous permettent d’étudier la turbulence et de mieux comprendre et déduire sa structure. »
Pour mieux comprendre les effets de la turbulence sur la lumière de TXS 2005+403, les astronomes ont analysé près d’une décennie d’observations d’archives du Very Long Baseline Array (VLBA) de la NSF.
Ils s’attendaient à ce que lorsque la lumière radio du quasar traversait la Voie lactée, elle se propage en un flou lisse et disparaisse.
Au lieu de cela, ils ont découvert des motifs persistants et distincts, produisant des distorsions structurées et inégales de la lumière qui ne pouvaient provenir que de turbulences.
« Les paires de télescopes les plus éloignées n’auraient pas dû voir l’image du quasar, mais à notre grande surprise, elles ont clairement détecté son signal, ou sa faible lueur », a déclaré le Dr Plavin.
« Cela ne peut pas être expliqué par un simple flou ou par le quasar lui-même, et il se comporte de la manière attendue par les turbulences, c’est ainsi que nous savons que nous voyons les effets de la turbulence interstellaire. »
« Les propriétés de diffusion le long de cette ligne de mire à travers la Galaxie restent persistantes dans le temps. »
