Formation d'étoiles: de l'ombre à la lumière

Un nuage sombre de poussière cosmique serpente au travers de cette spectaculaire image à grand champ, constellée d'intenses points de lumière émise par de jeunes étoiles. Ce nuage dense constitue une région de formation d'étoiles baptisée Lupus 3, au sein de laquelle naissent d'étincelantes étoiles chaudes à partir de l'effondrement de masses de gaz et de poussière. Cette image est composée de clichés acquis par le Télescope de Sondage du VLT ainsi que le télescope MPG/ESO de 2,2 mètres. Elle offre la vue la plus détaillée à ce jour de cette région du ciel.


La région de formation d'étoiles Lupus 3 se situe au sein de la constellation du Scorpion, à quelque 600 années-lumière seulement de la Terre. Elle fait partie d'un complexe de dimensions plus étendues, les Nuages du Loup, dont l'appellation s'explique par la proximité directe de la constellation du Loup. Les nuages s'étendent, telle de la vapeur noyant des millions d'étoiles. En réalité, ils constituent une nébuleuse sombre.

Les nébuleuses consistent en de vastes étendues de gaz et de poussière qui lient les étoiles entre elles et dont les dimensions peuvent excéder les centaines d'années-lumière. De nombreuses nébuleuses étincellent à la lueur des étoiles chaudes qui les composent. A l'inverse, les nébuleuses sombres piègent le rayonnement issu des objets célestes qu'elles renferment. Parce qu'elles sont constituées de particules de poussière froide et dense qui absorbent et diffusent la lumière qui traverse le nuage, elles ont également été baptisées nébuleuses en absorption.

Parmi les nébuleuses sombres les plus célèbres figurent la Nébuleuse du Sac de Charbon et le Grand Rift, dont les dimensions sont suffisamment étendues pour être visibles à l'oeil nu, totalement noires sur fond de Voie Lactée illuminée.

Lupus 3 est dotée d'une forme irrégulière, semblable à celle d'un étrange serpent cosmique. Cette image révèle une région contrastée, constituée d'épais sentiers de couleur sombre parsemés de brillantes étoiles bleues. A l'instar de la plupart des nébuleuses sombres, Lupus 3 est une région active de formation d'étoiles, principalement constituée de protoétoiles et de très jeunes étoiles. Des perturbations en provenance de régions voisines peuvent se traduire par la contraction gravitationnelle des zones les plus denses de la nébuleuse, puis la hausse de leur température et l'augmentation de leur densité. S'ensuit la naissance d'une protoétoile au coeur de ce nuage collapsé régi par des conditions extrêmes.

Les deux étoiles brillantes situées au centre de cette image ont évolué de cette façon. Au tout début de leur existence, le rayonnement qu'elles émettaient s'est trouvé en grande partie piégé dans l'épais voile de leur nébuleuse hôte, visible au travers des seuls télescopes opérant dans l'infrarouge et le domaine radio. Mais à mesure que leur température et leur éclat ont augmenté, leur intense rayonnement et leurs puissants vents stellaires ont balayé leurs proches environnements, éjectant le gaz et la poussière, de sorte que leur lumière a pu s'échapper de leur sombre pépinière.

La compréhension des nébuleuses est essentielle à la connaissance des processus de formation stellaire. En effet, il est fort probable que le Soleil soit né, il y a plus de quatre milliards d'années, au sein d'une région de formation d'étoiles semblable à Lupus 3. Parce qu'elle constitue l'une des pépinières stellaires les plus proches de la Terre, Lupus 3 a fait l'objet de nombreuses études. En 2013, le télescope MPG/ESO de 2,2 mètres à l'Observatoire de La Silla de l'ESO au Chili a capturé une image de plus petites dimensions de ses colonnes de fumée et des étoiles brillantes qui la composent.