C'est quoi l'Univers ? Une réponse simple et intelligente dira : "C'est tout ce qui existe". Ce tout comprend des milliards de galaxies qui, elles-mêmes contiennent des milliards d'étoiles, sans oublier la matière interstellaire.
Notre Système solaire appartient à la galaxie "La Voie Lactée". C'est notre Galaxie. En ce qui concerne et notre Système et notre Galaxie, un certain nombre de choses sont déjà assez bien connues, étudiées depuis longtemps parce que accessibles aux observations dans le visible.
Tel n'est pas le cas pour le centre et le noyau galactiques. Que contiennent-ils ? Personne ne peut encore répondre. C'est là une des grandes inconnues de la cosmologie contemporaine. Le centre comme le noyau restent soustraits à nos télescopes optiques à cause d'une opacité importante dûe à la concentration de matière interstellaire entre eux et l'observateur terrestre.
Cette énigme vient de recevoir un début de réponse grâce au New Technology Telescope (NTT) mis en service depuis janvier 1990 à La Silla au Chili par l'Organisation Européenne pour des Recherches Astronomiques dans l'Hémisphère Austral (ESO).
Il vient de permettre la découverte deux nouveaux objets en direction du centre de la Voie Lactée ("Milky Way" comme disent les Anglais). L'un de ces objets, d'apparence bleutée, est assimilé au centre galactique, à quelque 28.000 années de lumière. Cette observation a eu besoin de toute la puissance de pénétration du NTT pour réussir une telle image optique en se jouant de l'épaisse couche de matière interstellaire.
Ces deux nouveaux objets ont été appelés provisoirement GZ-A et GZ-B. Ils vont être analysés avec tous les moyens disponibles dans l'espoir de percer le mystère de la composition du centre de notre Galaxie. Et, plus particulièrement, de déterminer si on a affaire à un amas d'étoiles jeunes et chaudes ou si, au contraire, on est bien en présence d'un trou noir.
Certes, on reçoit une quantité importante de rayonnement infrarouge du centre de la Voie Lactée, mais pas de manière à pouvoir détecter le cœur même de notre Galaxie. Seules, les ondes radios ont jusqu'à présent permis de localiser cet endroit toujours aussi énigmatique.
En effet, les radioastronomes sont arrivés établir que la radiosource Sgr A* localisée dans la constellation australe du Sagittaire qui comme on le sait est située dans la direction du centre galactique, était bien associée à ce centre. Cependant, dans les autres gammes du rayonnement électromagnétique (infrarouge, visible, ultraviolet, X ou gamma,) on continua à ne rien déceler à la position de la radiosource Sgr A*.
Cela s'explique aisément. La région en direction du centre galactique est particulièrement riche en matière interstellaire et donc très dense. Elle absorbe tous les rayonnements de plus courtes longueurs d'onde.
Ce n'est pas le seul problème observationnel à surmonter. Le nombre important d'objets célestes (étoiles, amas stellaires, nébuleuses (dont M8, la nébuleuse de la Lagune et M20 la non moins célèbre nébuleuse Trifide) qui sont à l'avant-plan, est un second écran hautement perturbateur.
Dilemme donc chez les observateurs pour qui, selon toute probabilité, le centre galactique doit être bleu. Le bleu est fortement absorbé par la matière interstellaire. L'infrarouge a, sans doute un meilleur comportement, mais le cœur de la Voie Lactée ne doit pas être très actif à ces longueurs d'onde.
La parade trouvée par les astronomes de l'ESO est astucieuse : faire des observations à une longueur d'onde intermédiaire, c'est-à-dire juste au-delà du rouge. Dans ce domaine, environ un millionième de la lumière n'est pas absorbée et parvient jusqu'à l'observateur terrestre. Cette stratégie devait porter ses fruits.
Dans cet étroit "couloir" électromagnétique, les astronomes réalisèrent successivement cinq expositions de quarante minutes chacune du centre de la Galaxie. Les images ainsi obtenues par le NTT furent traitées au moyen d'un logiciel spécial appelé Midas et développé à l'ESO. Additionnées, elles fournirent l'image optique la plus profonde jamais obtenue de la région centrale de la Voie Lactée, révélant des objets extrêmement faibles. (Voir le cliché ci-dessus).
Le piqué de l'image ainsi obtenue put encore être amélioré ce qui permit de "déboucher" deux étoiles relativement brillantes. L'une d'elles a une apparence allongée. Cette déformation est dûe à la présence d'objets plus faibles situés dans la ligne de visée du NTT.
En soustrayant de l'image allongée l'image de l'étoile, elle parfaitement ronde, il ne subsiste que l'image des objets faibles qui déforment la première étoile. De cette manière, émergent deux objets d'aspect stellaire, GZ-A et GZ-B.
En comparant leur position avec celle de la fameuse radiosource Sgr A*,
les astronomes ont pu déterminer qu'ils se trouvent respectivement à 0,3 et à 0,5 seconde
d'arc du centre galactique, dans les marges d'erreur de la position
de la radiosource Sgr A*. Puisque GZ-A coïncide avec la source radio,
qu'il n'émet pas dans l'infrarouge, il est donc très
vraisemblablement de couleur bleue. Sans qu'il subsiste beaucoup de doutes,
GZ-A est bien le centre galactique observé dans le domaine optique.
Les astronomes de l'ESO n'en sont pas restés là. Ils se sont mis à mesurer la brillance apparente de GZ-A et à estimer l'affaiblissement que sa lumière subit tout au long de son voyage vers la Terre, de manière à reconstituer l'intensité intrinsèque de cet objet. Leurs résultats confirment que cette intensité est de quelques millions de fois celle du Soleil. Une telle intensité ne se trouve pas au premier coin galactique venu.
C'est vrai, elle pourrait être le fait d'un amas compact d'un certain nombre d'étoiles très chaudes tels qu'on en rencontre, en particulier, dans la nébuleuse de la Tarentule, dans le Grand Nuage de Magellan.
Mais, il pourrait aussi s'agir d'un trou noir, entouré, comme le prévoit la cosmologie moderne, de gaz extrêmement chaud. Il sera possible de déterminer laquelle des deux possibilités est la bonne, au moyen d'observations spectroscopiques. Elles seront possibles dans un proche avenir, toujours grâce au NTT qui est décidément le télescope optique techniquement le plus avancé du monde. Elles auront cependant besoin de conditions d'observation extraordinairement favorables pour porter leurs fruits.
Cette découverte importante, suscite beaucoup d'exitation parmi la communauté astronomique et a accru de manière significative nos chances d'être finalement capables de percer la véritable nature du toujours énigmatique cœur de la Voie Lactée.
Pierre Bastin
(Cet article a été publié dans le quotidien liégeois
"La Wallonie" des samedi 6 et dimanche 7 avril 1991.)