Le regard de Planck sur le magnétisme de notre Galaxie

Deux images inédites du ciel sont publiées par la collaboration Planck. Elles nous donnent accès à la structure du champ magnétique de notre galaxie, un acteur incontournable du cycle de vie de la matière interstellaire.

L’espace interstellaire de notre Galaxie n’est pas vide. Il contient du gaz et de minuscules grains de poussière : la matière dont notre galaxie dispose pour former de nouvelles étoiles et leurs planètes. La poussière interstellaire rayonne aux longueurs d’onde d’observation de Planck. Comme la Terre ou le Soleil, l’espace interstellaire est parcouru par un champ magnétique. La force magnétique tend à aligner les grains, ce qui polarise leur rayonnement. Planck a mesuré pour la première fois cette polarisation sur l’ensemble du ciel, c’est la carte à 353 GHz.

La découverte du magnétisme de notre Galaxie est liée à celle des rayons cosmiques. Sans le champ magnétique, ces particules, accélérées par les supernovae à des vitesses proches de celle de la lumière, quitteraient rapidement la Galaxie. La force magnétique les retient. Le champ magnétique est lui tenu par la matière interstellaire. Matière, champ magnétique et rayons cosmiques constituent un ensemble dynamique. Ils agissent continûment les uns sur les autres et nous ne pouvons pas comprendre l’un d’entre eux sans prendre en compte les deux autres. L'importance du champ magnétique dans ce trio est avérée depuis longtemps, mais les observations dont nous disposons pour l’étudier sont encore trop fragmentaires. Nous cherchons notamment à comprendre comment la gravité se joue du champ magnétique pour initier la formation des étoiles.

Légende : Les couleurs indiquent l’intensité de l’émission. La texture de l’image reflète la polarisation de l’émission. Là où elle est régulière, elle indique l’orientation du champ magnétique. Ailleurs l¹information représentée sur l¹image est plus complexe à analyser. Les motifs irréguliers sont associés à des changements de la direction du champ magnétique.

Crédits : ESA/collaboration Planck/M.-A. Miville-Deschênes, CNRS – Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-Sud, Orsay, France

Planck fait aujourd’hui la Une pour les astrophysiciens en publiant deux cartes inédites de la polarisation du ciel : une de l’émission synchrotron des électrons du rayonnement cosmique et une de l’émission de la poussière. Les données révèlent la structure du champ magnétique Galactique avec des détails sans précédent. La polarisation de l’émission synchrotron, comme celle de la poussière, indique la direction du champ magnétique. L’interprétation des observations est complexe car nous n’avons accès qu’à une projection d’une structure qui par essence est en trois dimensions. Les données doivent être confrontées à des modèles et des simulations numériques pour comprendre l’interaction entre matière et champ magnétique. Ce travail a déjà commencé au sein du consortium Planck mais il reste beaucoup à faire tant les données sont denses en information.