Avancée importante dans la compréhension de la formation d'étoiles
En utilisant les données de l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA et les télescopes infrarouges, les astronomes ont fait une avancée importante dans la compréhension de la façon dont des amas d'étoiles naissent.
Nébuleuse de la flamme. Illustration NASA/Chandra X-ray
Les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) apportent un nouvel éclairage sur la façon dont les amas d'étoiles se forment en contradiction (Une contradiction existe lorsque deux affirmations, idées, ou actions s'excluent mutuellement.) avec les théories existantes. La logique (La logique (du grec logikê, dérivé de logos (λόγος), terme inventé par Xénocrate signifiant à la...) est que les étoiles se forment en groupes lorsque un nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage dépend de la...) de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume...) et de poussière se condense. Le centre du nuage attire la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...) environnante jusqu'à ce qu'il devienne assez dense pour déclencher la formation des étoiles. Ce processus se produit en premier dans le centre du nuage, ce qui implique que les étoiles situées dans le centre du nuage sont par conséquent les plus anciennes
Cependant, les dernières données de Chandra (Le satellite Chandra est un télescope à rayons X. Il a été lancé en 1999 par la navette spatiale Columbia lors de la mission STS-93.) montrent que les choses se passent différemment. Les chercheurs ont étudié deux groupes où des étoiles semblables au soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée d'hydrogène...) dans le centre de la nébuleuse de la flamme NGC 2024 dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes...) d'Orion. De cette étude, ils ont découvert que les étoiles à la périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite éloignée d'un objet ou d'une chose.) sont en fait les plus anciennes.
"Nos résultats sont contre-intuitifs", a déclaré Konstantin Getman de la Penn State University, qui a dirigé l'étude. "Cela signifie que nous devons continuer d'étudier ces faits et trouver d'autres idées sur la façon dont les étoiles comme notre soleil se sont formées."
Getman et ses collègues ont développé une nouvelle approche en deux étapes. D'abord, ils ont utilisé les données de Chandra sur la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) des étoiles dans les rayons X pour déterminer leur masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution...). Ensuite, ils ont déterminé la luminosité de ces étoiles dans la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...) infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) en utilisant des télescopes au sol et des données du télescope spatial Spitzer (Le télescope spatial Spitzer est le plus gros télescope infrarouge lancé par la NASA. Ces longueurs d'ondes ne pouvant être observées utilement depuis le sol, seul un objet à l'extérieur de l'atmosphère,...) de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable du programme spatial des États-Unis...). En combinant cette information avec des modèles théoriques, l'âge des étoiles à travers les deux groupes ont été estimées.
Les résultats sont contraires à ce que le modèle de base prévoyait. Au centre de NGC 2024, les étoiles étaient âgés d'environ 200.000 ans, tandis que celles à la périphérie étaient âgées d'environ 1,5 millions d'années. Dans la nébuleuse d'Orion, l'âge des étoiles variaient de 1,2 millions d'années dans le milieu de la grappe à près de 2 millions années auprès des bords.
"Une des principales conclusions de notre étude est que nous pouvons revoir le modèle de base, a déclaré le co-auteur Eric Feigelson, également de Penn State. "Nous devons donc envisager des modèles plus complexes qui sont en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour...) d'émerger à partir de nouvelles études sur la formation des étoiles."
Les réflexions sur ces nouveaux résultats peuvent être regroupés en trois grandes notions. La première est que la formation des étoiles se poursuit dans les régions intérieures, car le gaz dans les régions intérieures d'un nuage en formation d'étoiles est plus dense et contient plus de matière à partir de laquelle sont formées les étoiles en regard des régions extérieures plus diffuses. Au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), si la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de...) est inférieure à un seuil auquel il ne peut plus se condenser pour former des étoiles, la formation d'étoiles cessera dans les zones extérieures, tandis que les étoiles vont continuer à se former dans les régions intérieures, conduisant à cet endroit à une concentration d'étoiles jeunes.
Une autre idée est que les vieilles étoiles ont eu plus de temps pour s'éloigner du centre de l'amas, ou ont été expulsées vers l'extérieur par des interactions avec d'autres étoiles.
Une notion finale est que les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) pourraient s'expliquer si les jeunes étoiles se forment dans les filaments massifs de gaz qui tombent vers le centre de l'amas.
Des études antérieures sur la nébuleuse d'Orion ont déjà noté cet écart, mais ces travaux antérieurs ont été basés sur des échantillons étoiles limités ou biaisés. Cette dernière recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) fournit la première preuve de ces différences d'âge dans la nébuleuse de la flamme.
"Les prochaines étapes auront pour objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et...) de voir si nous trouvons ces mêmes modèles d'âge dans d'autres groupes de formation d'étoiles", a déclaré Penn State, étudiant diplômé Michael Kuhn, qui a également travaillé sur l'étude.
Ces résultats seront publiés dans deux articles distincts dans The Astrophysical Journal et sont disponibles en ligne.
Pour plus d'information voir :
- http://chandra.si.edu
- http://www.nasa.gov/chandra
Nébuleuse de la flamme. Illustration NASA/Chandra X-ray
Cependant, les dernières données de Chandra (Le satellite Chandra est un télescope à rayons X. Il a été lancé en 1999 par la navette spatiale Columbia lors de la mission STS-93.) montrent que les choses se passent différemment. Les chercheurs ont étudié deux groupes où des étoiles semblables au soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée d'hydrogène...) dans le centre de la nébuleuse de la flamme NGC 2024 dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes...) d'Orion. De cette étude, ils ont découvert que les étoiles à la périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite éloignée d'un objet ou d'une chose.) sont en fait les plus anciennes.
"Nos résultats sont contre-intuitifs", a déclaré Konstantin Getman de la Penn State University, qui a dirigé l'étude. "Cela signifie que nous devons continuer d'étudier ces faits et trouver d'autres idées sur la façon dont les étoiles comme notre soleil se sont formées."
Getman et ses collègues ont développé une nouvelle approche en deux étapes. D'abord, ils ont utilisé les données de Chandra sur la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) des étoiles dans les rayons X pour déterminer leur masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution...). Ensuite, ils ont déterminé la luminosité de ces étoiles dans la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...) infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) en utilisant des télescopes au sol et des données du télescope spatial Spitzer (Le télescope spatial Spitzer est le plus gros télescope infrarouge lancé par la NASA. Ces longueurs d'ondes ne pouvant être observées utilement depuis le sol, seul un objet à l'extérieur de l'atmosphère,...) de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable du programme spatial des États-Unis...). En combinant cette information avec des modèles théoriques, l'âge des étoiles à travers les deux groupes ont été estimées.
Les résultats sont contraires à ce que le modèle de base prévoyait. Au centre de NGC 2024, les étoiles étaient âgés d'environ 200.000 ans, tandis que celles à la périphérie étaient âgées d'environ 1,5 millions d'années. Dans la nébuleuse d'Orion, l'âge des étoiles variaient de 1,2 millions d'années dans le milieu de la grappe à près de 2 millions années auprès des bords.
"Une des principales conclusions de notre étude est que nous pouvons revoir le modèle de base, a déclaré le co-auteur Eric Feigelson, également de Penn State. "Nous devons donc envisager des modèles plus complexes qui sont en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour...) d'émerger à partir de nouvelles études sur la formation des étoiles."
Les réflexions sur ces nouveaux résultats peuvent être regroupés en trois grandes notions. La première est que la formation des étoiles se poursuit dans les régions intérieures, car le gaz dans les régions intérieures d'un nuage en formation d'étoiles est plus dense et contient plus de matière à partir de laquelle sont formées les étoiles en regard des régions extérieures plus diffuses. Au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), si la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de...) est inférieure à un seuil auquel il ne peut plus se condenser pour former des étoiles, la formation d'étoiles cessera dans les zones extérieures, tandis que les étoiles vont continuer à se former dans les régions intérieures, conduisant à cet endroit à une concentration d'étoiles jeunes.
Une autre idée est que les vieilles étoiles ont eu plus de temps pour s'éloigner du centre de l'amas, ou ont été expulsées vers l'extérieur par des interactions avec d'autres étoiles.
Une notion finale est que les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) pourraient s'expliquer si les jeunes étoiles se forment dans les filaments massifs de gaz qui tombent vers le centre de l'amas.
Des études antérieures sur la nébuleuse d'Orion ont déjà noté cet écart, mais ces travaux antérieurs ont été basés sur des échantillons étoiles limités ou biaisés. Cette dernière recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) fournit la première preuve de ces différences d'âge dans la nébuleuse de la flamme.
"Les prochaines étapes auront pour objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et...) de voir si nous trouvons ces mêmes modèles d'âge dans d'autres groupes de formation d'étoiles", a déclaré Penn State, étudiant diplômé Michael Kuhn, qui a également travaillé sur l'étude.
Ces résultats seront publiés dans deux articles distincts dans The Astrophysical Journal et sont disponibles en ligne.
Pour plus d'information voir :
- http://chandra.si.edu
- http://www.nasa.gov/chandra