De jeunes étoiles sculptent un paysage céleste spectaculaire

Des astronomes de l'ESO ont acquis la meilleure image à ce jour des étranges nuages qui entourent l'amas d'étoiles NGC 3572. Cette nouvelle image dévoile la façon dont les vents stellaires issus de cet ensemble de jeunes étoiles chaudes sculptent ces nuages de gaz et de poussière et leur confèrent ces formes de bulles, d'arcs ou bien encore de trompes d'éléphants. Les étoiles les plus brillantes de ces amas sont bien plus massives que le Soleil et achèveront leur courte existence sous la forme d'explosions de supernovae.


La plupart des étoiles se forment non pas isolément dans l'espace, mais pratiquement en même temps que de nombreuses autres étoiles à partir d'un même nuage de gaz et de poussière. NGC 3572, dans la constellation australe de la Carène (La Quille), est l'un de ces amas. Il renferme de nombreuses jeunes étoiles chaudes de couleur blanc-bleue qui brillent intensément et génèrent de puissants vents stellaires responsables de la dispersion progressive des restes de gaz et de poussière environnants. Les nuages de gaz lumineux et les amas d'étoiles qui leur sont associés font l'objet d'une nouvelle image acquise par l'imageur à grand champ (WFI pour Wide Field Imager) du télescope MPG/ESO de 2,2 mètres installé à l'Observatoire La Silla de l'ESO au Chili (1).

Dans la partie inférieure de l'image, une fraction non négligeable du nuage moléculaire qui a donné naissance à ces jeunes étoiles peut être aperçue. Il a été considérablement affecté par le puissant rayonnement émis par sa progéniture. Cette radiation ne lui confère pas seulement cette teinte caractéristique, elle sculpte également les nuages en des formes étonnamment alambiquées, semblables à des bulles, des arcs et de sombres colonnes que les astronomes nomment trompes d'éléphant (2).

A proximité du centre de l'image apparaît une forme étrange, sorte de petite nébuleuse en forme d'anneau. Les astronomes demeurent sceptiques quant à l'origine de cette étrange structure. Il s'agit probablement d'un épais vestige du nuage moléculaire qui a donné naissance à l'amas, peut-être d'une bulle qui s'est créée autour d'une étoile chaude très brillante. Mais certains auteurs ont envisagé qu'il pourrait plutôt s'agir d'une nébuleuse planétaire de forme irrégulière - en d'autres termes, des restes d'une étoile en fin de vie (3).

Les étoiles qui se forment au sein d'un même nuage peuvent être parentes, en aucun cas jumelles. Elles ont quasiment le même âge mais diffèrent au travers de leur taille, de leur masse, de leur température et de leur couleur. Le cours de la vie d'une étoile est principalement conditionné par sa masse. Un amas donné est donc composé d'étoiles que l'on voit à différentes étapes de leur existence ; à ce titre, il constitue un parfait laboratoire d'étude de l'évolution stellaire (4).

Ces groupes de jeunes étoiles restent soudés peu de temps, typiquement quelques dizaines voire centaines de millions d'années. Elles se dispersent progressivement, principalement en raison d'interactions gravitationnelles, mais également parce que les étoiles les plus massives ont de courtes durées de vie: elles brûlent leur carburant très rapidement et achèvent leur existence sous la forme de violentes explosions de supernovae, contribuant par là-même à la dispersion des restes de gaz et des étoiles dans l'amas.


Notes:

(1) Cette image a été faite à partir de données obtenues par une équipe conduite par Giacomo Baccari, astronome à l'ESO. Ils ont utilisé toute la puissance de l'Imageur à grand champ pour étudier la physique des disques protoplanétaires autour des jeunes étoiles de NGC 3572. Ils ont découvert avec surprise que cet amas contenait des étoiles âgées de plus de dix millions d'années qui continuent d'accréter de la matière et doivent donc être encore entourées de disques. Cela montre que la formation d'étoiles au sein de NGC 3572 s'est poursuivie durant plus de 10-20 millions d'années et implique que le processus de formation des planètes peut s'étendre sur de plus grandes échelles de temps que nous ne le pensions.

(2) Les Piliers de la Création dans la Nébuleuse de l'Aigle constituent l'exemple le plus célèbre de structures en forme de trompes d'éléphant. Une magnifique image détaillée en a été obtenue par le Télescope Spatial Hubble du consortium NASA/ESA: http://www.spacetelescope.org/images/opo9544a/

(3) Lorsqu'une étoile semblable au Soleil achève de consommer son carburant, elle éjecte ses couches externes dans l'espace environnant. Les restes chauds de l'étoile continuent de rayonner intensément au travers de cette matière, créant par là-même de magnifiques mais éphémères structures lumineuses de gaz ionisé et constituant une nébuleuse planétaire. Cette appellation historique décrit simplement l'apparence de l'objet au travers d'un télescope de petit taille, elle ne signifie nullement l'existence d'une quelconque relation avec une planète.

(4) La durée de vie d'une étoile dépend principalement de sa masse. Une étoile cinquante fois plus massive que le Soleil sera caractérisée par une existence de quelques millions d'années seulement, tandis que le Soleil vivra dix milliards d'années environ et les naines rouges de faible masse des trillions d'années - bien plus longtemps que l'âge actuel de notre Univers.