L’univers magnétique, et la plus grande carte des champs magnétiques cosmiques réalisée à ce jour

Les champs magnétiques sont présents dans tout l’univers, bien qu’ils soient invisibles à l’œil nu. Ils influencent le mouvement des particules qui composent les planètes, les étoiles et les galaxies. Par exemple, le champ magnétique terrestre guide les boussoles et oriente les oiseaux migrateurs sur des milliers de kilomètres. Ces champs varient énormément en intensité : certains, près des étoiles à neutrons ou des trous noirs, sont des milliers de milliards de fois plus puissants que celui de la Terre, tandis que d’autres, dans l’espace interstellaire, sont un million de fois plus faibles. Malgré leur diversité, leur rôle est crucial : ils agissent comme des batteries géantes, stockant de l’énergie et influençant l’évolution des galaxies, par exemple en ralentissant la formation de nouvelles étoiles.

Pour étudier ces champs magnétiques cosmiques, les astronomes utilisent des radiotélescopes, comme celui de Parkes en Australie, le plus puissant au monde. Ces instruments captent la lumière des galaxies lointaines, notamment dans le domaine des ondes radio, une partie du spectre électromagnétique. La lumière est une onde composée de champs électriques et magnétiques. Lorsqu’elle traverse un champ magnétique, sa direction d’oscillation change : c’est ce qu’on appelle la polarisation. En mesurant cette polarisation, les scientifiques peuvent détecter et cartographier les champs magnétiques, même s’ils sont invisibles. Une première carte avait été réalisée en 2009, mais elle restait limitée en précision et en étendue.

Le radiotélescope ASKAP, situé en Australie-Occidentale, est un précurseur de la future génération de télescopes géants comme le SKA (Square Kilometre Array), en construction en Afrique du Sud et en Australie. ASKAP est composé de 36 antennes de 12 mètres de diamètre, capables d’observer simultanément de vastes portions du ciel. En 2020, il a permis de réaliser un atlas de l’univers en identifiant près de 4 millions de galaxies, dont 2 millions étaient inconnues jusqu’alors. Ces données, appelées Rapid ASKAP Continuum Surveys (RACS), servent de base pour cartographier les champs magnétiques.

L’équipe de chercheurs a utilisé les données du RACS pour créer la carte la plus détaillée des champs magnétiques cosmiques à ce jour, nommée SPICE-RACS. Cette carte repose sur l’analyse de la polarisation de la lumière de 350 000 galaxies parmi les 4 millions détectées. Elle couvre une zone dix fois plus grande que les précédentes cartes et cinq fois plus que l’ensemble des observations antérieures combinées. Les couleurs rouge et bleue indiquent l’orientation des champs magnétiques : rouge pour ceux orientés vers nous, bleu pour ceux orientés dans la direction opposée. La plupart des structures visibles proviennent de la Voie lactée, mais les détails fins révèlent des régions plus lointaines de l’univers.