Ceinture de Gould

Description de l'image : La Ceinture de Gould est représentée en bas de l'image par les étoiles beaucoup plus massives que le Soleil (7 à 20 masses solaires) et plus jeunes (<40 millions d'années). Cette bulle d'étoiles, âgée de 100 millions d'années, montre toutes les étoiles très proches du Soleil, à une distance inférieure à 1500 années-lumière (données du satellite Hipparcos de 1989 à 1993). L'image du haut représente les étoiles âgées de masse presque identique à notre Soleil. La ceinture de Gould apparait comme une bande incurvée si on photographie seulement les étoiles de la Voie Lactée situées à moins de 1500 années-lumière du Soleil, tout en effaçant les petites et vielles étoiles.

Les grandes bulles de gaz de la Voie Lactée

La Ceinture de Gould nommée ainsi en l'honneur de Benjamin Gould (1824-1896), qui l'identifia en 1879, est une jeune structure de notre Voie Lactée, âgée de 100 millions d'années. En réalité c'est une "petite bulle" de 3000 années-lumière de diamètre, composée de gaz et d'étoiles, située dans notre environnement galactique très proche, dans lequel le système solaire voyage.

La ceinture de Gould est inclinée d'environ 18 degrés par rapport au plan de la Voie Lactée. Nous habitons dans une galaxie spirale de ≈100 000 années-lumière de diamètre mais il est très difficile de cartographier sa structure car nous sommes à l'intérieur de cette structure, cela explique le flou, sur le nombre de bras existants et même sur leur appellation.

Ce qui apparait clairement de la Terre, c'est la bande blanche continue de la Voie Lactée, mais cette galaxie est en réalité composée d'au moins quatre bras spiraux majeurs (bras Sagittarius, bras d'Orion, bras Perseus, bras du cygne). Sa masse est de ≈400 milliards de masses solaires et notre Soleil tourne à ≈217 km/s, à une distance de ≈27 200 années-lumière du centre galactique, dans le bras d'Orion. A cette vitesse il lui faut ≈240 millions d'années pour en faire le tour.
La ceinture de Gould contient beaucoup d'étoiles jeunes et chaudes, elle pourrait constituer une partie de l'embryon du bras local dont le Soleil fait partie. Cette petite structure locale de la Galaxie est notre "terrain de jeux", c'est cet anneau de nuages moléculaires et de jeunes étoiles brillantes, qui nous masque l'arrière plan de la Voie Lactée. Cette région forme une barre brillante devant la Voie Lactée, visible surtout depuis l'hémisphère sud, cette barre est inclinée par rapport à la voie Lactée, ce qui donne une forme incurvée à la Voie Lactée.

Lorsque nous regardons la Voie Lactée, nous voyons surtout une bande inclinée par rapport au plan galactique car les étoiles proches du Soleil sont très brillantes. La ceinture de Gould dessine donc une grande courbe sur la Voie Lactée, où de nombreuses étoiles très actives sont en formation.

Origine de la ceinture de Gould

Le satellite Hipparcos (HIgh Precision PARallax COllecting Satellite) de l'Agence spatiale européenne, a fonctionné de 1989 à 1993. Il a durant 4 années, mesuré la position, la parallaxe et le mouvement propre des étoiles de notre Galaxie. Les données d'Hipparcos ont permis cette simulation (image de droite) faisant ressortir la ceinture de Gould.

La ceinture de Gould apparait distinctement si on photographie seulement les étoiles de la Voie Lactée situées à moins de 1500 années-lumière du Soleil, tout en effaçant les petites et vielles étoiles.

Sur l'image du haut, on voit une répartition homogène de toutes les étoiles proches à moins de 500 parsecs (<1500 al), dont la masse est à peu près égale à celle de notre Soleil (si on photographiait toutes les étoiles, proches et lointaines, on verrait la voie lactée se dessiner par dessus). On a gardé les étoiles de type A et F, de masse presque identique à notre Soleil, plutôt âgées et sur l'image du bas, on a gardé les étoiles de type O et B, beaucoup plus massives que le Soleil (7 à 20 masses solaires) et bien sûr, plus jeunes, inférieure à 40 millions d'années. Les étoiles les plus brillantes de la ceinture de Gould sont réparties sur une bande incurvée, par rapport à la Voie Lactée, c'est ce que Benjamin Gould avait repéré dans les cieux de l'hémisphère sud en 1879. La ceinture de Gould est donc un anneau de gaz incliné par rapport au plan galactique.

Quelle est l'explosion gigantesque qui a généré la Ceinture de Gould ?

Plusieurs scénarii sont à l'étude mais il est probable que ce soit une hypernova gigantesque équivalente à 10 supernovæ, qui a engendré cette onde de choc qui balaye aujourd'hui notre environnement proche. Cette onde de choc circulaire de 240 000 masses solaires, s'est probablement déformée en anneau elliptique et s'est inclinée vers le haut de la Voie Lactée, la densité de gaz étant moins forte vers le haut, que sur le plan galactique.

L'ensemble de l'anneau s'est penché malgré la force gravitationnelle des étoiles du plan galactique qui tend à le ramener vers le plan. Cette onde de choc de ≈1000 années-lumière, ballotte le milieu interstellaire de notre environnement proche, depuis quelques dizaines de millions d'années.

Le Soleil traverse actuellement cet anneau, où à la périphérie, explosent les bulles de formation d'étoiles de la ceinture de Gould. Les premières générations d'étoiles massives ont déjà disparues en supernovæ et ont répandu leur matière dans notre environnement stellaire. Sur les bords de la ceinture de Gould il reste environ 300 à 400 supernovæ qui vont exploser d'ici quelques millions d'années. Statistiquement, 1 explosion a lieu tous les 40 000 ans, et nous sommes en première loge, pour assister à ce "feu d'artifice stellaire", car nous traversons actuellement une région particulièrement riche en supernovæ.