L'Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth (CSIRO), l'agence scientifique nationale australienne, et le Square Kilometer Array International Observatory (SKAO) ont publié conjointement la carte la plus détaillée et la plus grande du champ magnétique cosmique à ce jour, présentant la structure du champ magnétique cosmique à l'origine « invisible » avec des détails sans précédent. La nouvelle carte, appelée SPICE-RACS, couvre cinq fois plus de superficie que toutes les études précédentes de ce type réunies et est considérée comme une étape importante dans la compréhension de la manière dont l'énergie est distribuée et transportée dans l'univers.
Les nouveaux résultats s'appuient sur le radiotélescope ASKAP d'Inyarrimanha Ilgari Bundara (base opérationnelle ASKAP) en Australie occidentale. Cette installation fait partie du CSIRO et est chargée de scanner de vastes zones du ciel à la recherche de signaux radio dans le cadre de l'ASKAP Rapid Continu Survey (RACS). Dès 2020, ASKAP a réalisé l'enquête radio la plus vaste et la plus rapide de l'époque, jetant ainsi les bases de cette cartographie du champ magnétique.
Selon l'équipe de recherche, la carte SPICE-RACS repose sur un principe physique : lorsque la lumière traverse un champ magnétique, sa polarisation s'inverse. En mesurant le degré de rotation des signaux radio provenant de toutes les directions de l'univers au cours de leur propagation et en le combinant avec les données enregistrées par ASKAP, les scientifiques peuvent déduire l'emplacement et la force de ces champs magnétiques. Le Dr Alec Thomson, l'un des chefs de projet et actuellement chercheur scientifique à SKAO, a déclaré que c'était la première fois que les chercheurs étaient capables d'analyser en détail la structure du milieu interstellaire proche à une si grande échelle, tout en étudiant systématiquement un grand nombre de galaxies lointaines.
Pour construire la carte, l’équipe a retraité les données de presque toutes les galaxies détectées lors de l’enquête RACS. "Nous avons extrait les mesures de rotation de chaque galaxie détectée par RACS, qui totalisent près de quatre millions d'objets, et retraité les données brutes d'ASKAP pour obtenir une image plus complète du champ magnétique cosmique", a déclaré Thomson. Selon lui, cela fournit une taille d’échantillon sans précédent pour explorer les structures magnétiques depuis l’environnement local de la Voie lactée jusqu’à l’univers lointain.
La communauté scientifique reconnaît depuis longtemps que les champs magnétiques jouent un rôle clé dans la formation de l’environnement sur Terre et dans l’espace, mais il est difficile de les observer directement. Par exemple, sans la protection du champ géomagnétique externe de la Terre, le flux de particules de haute énergie provenant du soleil (vent solaire) réduirait considérablement l'habitabilité de la Terre. Cependant, comparé à la gravité ou au rayonnement électromagnétique, l’homme connaît encore très peu de choses sur l’origine et l’évolution des champs magnétiques à l’échelle cosmique, ce qui est principalement limité par les méthodes d’observation.
Le professeur Naomi McClure-Griffiths, scientifique en chef de SKAO, a souligné qu'au cours des deux dernières décennies, la communauté astronomique s'est essentiellement appuyée sur le même ensemble limité de données pour étudier le champ magnétique cosmique, et que ces données ne couvrent même pas la totalité du ciel du sud. "Maintenant, nous pouvons enfin répondre à certaines des 'grandes questions' sur la structure magnétique de l'univers avec une vue plus complète du ciel", a-t-elle déclaré. SPICE-RACS permet aux scientifiques d'étudier les interactions de la Voie lactée avec les galaxies voisines telles que les nuages de Magellan à l'échelle galactique et d'analyser le rôle que jouent les champs magnétiques.
Plus important encore, la nouvelle carte devrait aider à répondre à la question fondamentale : « quand le champ magnétique cosmique est-il apparu ? » McClure-Griffiths a déclaré que dans le passé, les chercheurs pensaient que de tels problèmes étaient presque impossibles à résoudre par des méthodes d'observation, mais que maintenant, avec l'émergence d'enquêtes de polarisation à grande échelle et à haute sensibilité, "ce point de vue n'est plus vrai". En comptant les caractéristiques du champ magnétique des galaxies à différents moments et à différentes distances, les chercheurs ont la possibilité de reconstruire la trajectoire de génération et d'évolution du champ magnétique dans l'histoire de l'univers.
Parallèlement à la publication des données, le CSIRO mettra également des ensembles de données pertinents à la disposition des chercheurs scientifiques du monde entier dans un format ouvert. Tim Galvin, un astronome du CSIRO impliqué dans le projet, a déclaré que ces ressources seront librement accessibles à toute équipe, que ce soit pour des recherches indépendantes ou pour reproduire des résultats existants. Il a souligné que les données ouvertes permettent non seulement à davantage d'équipes de recherche d'explorer de nouveaux problèmes scientifiques, mais contribuent également à renforcer le principe fondamental de « reproductibilité » dans la recherche scientifique.
La plateforme de portail de données du CSIRO est donc considérée comme une infrastructure de recherche scientifique importante, non seulement pour les chercheurs professionnels, mais accueille également une exploration approfondie du public curieux de données astronomiques et scientifiques. Galvin a souligné que plusieurs équipes de recherche travaillent actuellement sur les données de ce projet et continuent de produire de nouveaux résultats, ce qui prouve encore la valeur scientifique de cette bibliothèque de ressources.
L'équipe de coopération internationale participant à ces travaux s'appelle le groupe de coopération « Cosmic Magnetic Polarisation Survey (POSSUM) », composé d'institutions de recherche multinationales. Bien que SPICE-RACS soit considérée comme l’une des cartes les plus complètes du champ magnétique cosmique actuellement disponibles, l’équipe souligne qu’elle n’est que le point de départ de futurs plans d’observations à plus grande échelle et de plus grande précision. Avec la mise en service complète de la nouvelle génération d'installations radio telles que le télescope Square Kilometer Array, la « carte » humaine de la structure magnétique cachée de l'univers devrait continuer à s'étendre et à se mettre à jour.
Selon certaines informations, les résultats de cette recherche ont été acceptés par les publications de la Société astronomique d'Australie, mais le processus d'examen par les pairs n'est pas encore terminé. L'équipe de recherche et le CSIRO ont déclaré dans un communiqué de presse qu'ils continueraient à améliorer les données et les méthodes à l'avenir et qu'ils attendaient avec impatience que la communauté mondiale de la recherche scientifique soulève davantage de questions et d'explications sur cette base afin d'approfondir la compréhension humaine du champ magnétique cosmique et de son rôle dans l'évolution de l'univers.