Première détection en rayons X d'une protoétoile jeune

Publié par Adrien le 19/06/2020 à 13:00
Source: CNRS INSU
Les protoétoiles de classe 0 (âgées de 10 000 ans) représentent le stade d'évolution le plus précoce des étoiles semblables à notre Soleil. Dans ces protoétoiles jeunes, plus de la moitié de la masse se trouve encore dans une enveloppe étendue 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 propre : un gaz tend...) et de poussières en chute libre, et pas dans l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) centrale en formation, qui est donc cachée par une grande quantité de matière (La quantité de matière est une grandeur de comptage d'entités chimiques ou physiques élémentaires. L'unité qui lui correspond est la mole.), rendant sa détection très difficile dans la plupart des longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de...).

Ainsi, bien que l'émission de rayons X soit une signature bien observée de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) magnétique dans les protoétoiles de classes I (âgées de 100 000 ans) et les étoiles jeunes, la présence d'une telle activité magnétique au stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement sportif.) classe 0 est encore discutée. En effet, les quelques objets très enfouies détectés en rayons X dans les régions de formation d'étoiles n'étaient jusqu'à présent que des protoétoiles de classe I.


Gauche: image infrarouge Spitzer (rouge: 4.5 microns) et SOAR (vert: hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) moléculaire choqué à 2.12 microns ; bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement...): bande K à 2.15 microns).
Droite: détection de HOPS 383 en rayons X avec 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.) (rouge: 0.5-2 keV ; bleu: 2-7 keV)
© NASA/CXC/NOAO/Grosso N. et al.

L'observatoire spatial Chandra 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...) a détecté pour la première fois en rayons X une protoétoile certifiée de classe 0. HOPS 383, située dans le nuage moléculaire (En astronomie, les nuages moléculaires sont des nébuleuses interstellaires qui ont une densité et une taille suffisante pour permettre la formation de H2, l'hydrogène...) d'Orion 3 à une distance de 1370 années-lumière, a été détectée pendant une puissante éruption en rayons X qui a duré environ 3 heures (L'heure est une unité de mesure  :) et a atteint à son pic un niveau d'émission au moins 10 fois plus élevé que celui hors éruption (non détecté) de HOPS 383. Le spectre de l'émission en rayons X est très absorbé et montre une forte raie (Raie [ʀɛ] est un nom vernaculaire ambigu qui correspond en français à de nombreuses espèces de poissons regroupées dans plusieurs ordres du super-ordre Euselachii. Les...) d'émission à 6.4 keV, provenant du fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme pure ou...) neutre ou faiblement ionisé.

Cette détection prouve que l'activité magnétique est déjà présente au stade d'évolution le plus précoce des étoiles de type solaire. Les rayons X contribuent à l'ionisation (L'ionisation est l'action qui consiste à enlever ou ajouter des charges à un atome ou une molécule. L'atome - ou la molécule - en perdant ou en gagnant des...) de la base du flot et irradient 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 matière occupe de...) neutre ou faiblement ionisée au voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la topologie. La topologie traite plus naturellement les notions globales comme la...) de l'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 qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par les...) central. Une telle activité magnétique est la source probable des particules énergétiques qui avaient été proposées dans la littérature pour expliquer les anomalies d'abondances observées dans les météorites et la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou...) moléculaire dans les protoétoiles jeunes.

En savoir plus:
Evidence for magnetic activity at starbirth: a powerful X-ray flare from the Class (CLASS (CLS) est un célèbre groupe de l'underground informatique. CLASS a cessé son activité le 8 janvier 2004 et en a profité pour réaliser une "endtro". Selon leurs dires, ils auraient...) 0 protostar HOPS 383.
Nicolas Grosso, Kenji Hamaguchi, David A. Principe, et Joel H. Kastner 2020, Astronomy & Astrophysics, 638, L4.
https://doi.org/10.1051/0004-6361/202038008
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