La dynamique de la Voie lactée révèle des ondulations surprenantes. Grâce aux observations du télescope spatial Gaia, une structure ondulatoire a été identifiée, impliquant des étoiles à des milliers d’années-lumière du centre galactique, modifiant notre compréhension de cette immense galaxie.
La Voie lactée se révèle plus dynamique qu’elle n’y paraît. En plus de sa rotation et de son oscillation, notre galaxie montre une ondulation, comme si une immense vague parcourait son disque stellaire.
Cette découverte, réalisée grâce aux données du télescope spatial Gaia de l’Agence spatiale européenne (ESA), révèle une structure en forme de vague s’étendant du centre galactique jusqu’aux régions les plus extérieures, affectant des étoiles à des distances de dizaines de milliers d’années-lumière.
La galaxie en mouvement constant
Depuis le début du XXe siècle, il est connu que les étoiles de la Voie lactée orbitent autour de son centre. Au cours des décennies suivantes, les astronomes ont compris que le disque galactique n’est pas entièrement plat, mais présente une légère déformation. En 2020, Gaia a montré que ce disque oscille au fil du temps, tel un toupie en rotation.
Aujourd’hui, une nouvelle dimension s’ajoute : le disque de la Galaxie abrite une véritable « vague galactique », se propageant comme les ondulations créées par une pierre lancée dans un lac.
Une « tranche » verticale de la Galaxie montrant l’ondulation de profil. Crédit : ESA/Gaia/DPAC, S. Payne-Wardenaar, E. Poggio et al (2025)
La forme de la vague vue de l’espace
Les images du Gaia dévoilent la Voie lactée de “haut” et de profil. Le côté gauche de la galaxie s’incline vers le haut, tandis que le droit s’incline vers le bas, mettant en évidence la déformation du disque.
Cette nouvelle vague est visible en teintes rouges et bleues : dans les zones rouges, les étoiles sont au-dessus du plan galactique ; dans les zones bleues, elles se trouvent en dessous.
Cette ondulation s’étend sur une vaste région, affectant des étoiles situées entre 30 et 65 mille années-lumière du centre, pratiquement deux tiers du diamètre total de la Voie lactée.
Bien que nous ne puissions pas quitter la Galaxie, la précision de Gaia permet aux scientifiques de cartographier les positions et vitesses de millions d’étoiles en trois dimensions. Cela permet de visualiser non seulement la forme de la vague, mais aussi ses mouvements.
Les flèches blanches sur les images indiquent le mouvement vertical des étoiles, révélant que le modèle de déplacement ne coïncide pas exactement avec le modèle des positions verticales, une caractéristique typique d’une vague en propagation.
La vague géante vue de « haut » et de profil.
Crédit : ESA/Gaia/DPAC, S. Payne-Wardenaar, E. Poggio et al (2025)
Une vague cosmique au ralenti
Eloisa Poggio, astronome à l’INAF (Italie) et responsable de l’étude, compare ce phénomène à une “vague humaine” dans un stade. Si cette vague était gelée dans le temps, nous verrions certaines personnes debout (les zones rouges), d’autres assises, et d’autres s’apprêtant à se lever (les flèches montrant un mouvement ascendant).
De la même manière, la Voie lactée exhibe un modèle ondulatoire où différentes régions se déplacent à des phases distinctes de la même oscillation galactique.
L’équipe a examiné des étoiles jeunes géantes et des étoiles Céphéides, des astres variables dont la luminosité change de manière prévisible, pour suivre le mouvement de la vague. Ces étoiles, nées du gaz se déplaçant avec la vague, peuvent conserver la “mémoire” du mouvement initial du disque.
Les chercheurs suspectent que le gaz galactique est également impliqué dans cette oscillation à grande échelle, servant de “milieu” transportant la vague.
Le mouvement des étoiles dans l’ondulation, représenté par les flèches.
Crédit : ESA/Gaia/DPAC, S. Payne-Wardenaar, E. Poggio et al (2025)
L’origine du phénomène demeure un mystère
La cause de cette ondulation colossale continue d’intriguer les astronomes. Une ancienne collision avec une galaxie naine est une hypothèse plausible, bien qu’encore non prouvée. L’équipe suggère aussi que ce phénomène pourrait être lié à la fameuse Vague Radcliffe, une structure plus petite située à 500 années-lumière du Soleil, bien qu’aucune preuve de liaison directe n’existe pour le moment.
L’avenir pourrait apporter des réponses. La quatrième série de données de Gaia, qui inclura des mesures plus précises des étoiles variables, permettra de créer des cartes tridimensionnelles plus complètes de la Voie lactée.
Chaque nouvelle mesure nous rapproche d’une meilleure compréhension de la structure et de l’histoire de notre galaxie natale.
Conclut Johannes Sahlmann, scientifique du projet Gaia à l’ESA.