Les vestiges de la formation massive d'étoiles dans la nébuleuse de la Tarentule

Publié par Redbran le 15/08/2022 à 13:00
Source: CEA IRFU
Comprendre le processus de formation d'étoiles est une question ouverte majeure de l'astrophysique contemporaine. C'est en effet le processus qui contrôle l'évolution des galaxies depuis leur naissance, transformant progressivement leur gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) interstellaire en étoiles et l'enrichissant en éléments lourds et grains de poussière. C'est aussi la formation d'étoiles qui est à l'origine de la formation des systèmes planétaires et de l'apparition de la vie (La vie est le nom donné :).


Image composite de la nébuleuse de la Tarentule (Le mot tarentule désigne une araignée mythique de la province de Tarente en Italie, ou...) (ou 30 Doradus). L'émission stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la...), que l'on voit en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs...), est une observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) du VLT, dans le domaine visible. Les nébulosités roses proviennent d'observations VISTA, dans l'infarouge proche. Les filaments jaunes et rouges sont les observations millimétriques de la molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui...) de CO avec ALMA.
Crédit: ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Wong et al., ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey.
Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit.
Fichier original: https://www.eso.org/public/images/eso2209a/. Publié sous licence CC-BY-4.0.

Ce processus est cependant complexe et encore très mal compris. Il implique en effet la compréhension d'une série d'instabilités hydrodynamiques amenant à l'effondrement d'un nuage moléculaire (En astronomie, les nuages moléculaires sont des nébuleuses interstellaires qui ont une densité...), dans lequel la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.), le champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux...) et la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) jouent un rôle central. De plus, la rétroaction, c'est à dire le rayonnement ionisant (Un rayonnement ionisant est un rayonnement qui produit des ionisations dans la matière qu'il...) et le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...) des étoiles massives nouvellement formées, a pour effet de détruire le reste du nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en...) moléculaire et d'ainsi inhiber la formation d'étoiles au bout de quelques millions d'années. Cette rétroaction est un élément clef (Au sens propre, la clef ou clé (les deux orthographes sont correctes) est un dispositif amovible...), mais il est encore mal compris.

Une équipe internationale, incluant deux chercheurs du DAp/LFEMI, vient de publier un article dans l'Astrophysical Journal (Wong et al., 2022, ApJ, 932, 47) éclairant sous un nouveau jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) le processus de rétroaction stellaire. Cette étude se concentre sur la nébuleuse de la Tarentule (aussi connue sous le nom de 30 Doradus), dans le Grand Nuage de Magellan (Le Grand Nuage de Magellan (Large Magellanic Cloud ou LMC en anglais) est une galaxie naine...). C'est la région de formation massive (Le mot massif peut être employé comme :) d'étoiles la plus intense du groupe de galaxies (Un groupe de galaxies est une association de moins d'une centaine de galaxies liées par la...) local. En effet, il naît, en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...), une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) tous les trois ans, dans un rayon de seulement 500 années-lumière autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de l'amas stellaire (Un amas stellaire est une concentration locale d'étoiles d'origine commune dans un espace dont...) principal, R136. Cette équipe a obtenu des observations du gaz moléculaire, avec l'interféromètre millimétrique ALMA. Les molécules étudiées sont le 12CO et son isotopologue1, le 13CO. La molécule de 12CO est la molécule la plus étudiée par les astrophysiciens, car c'est la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) la plus abondante, après le H2 qui, lui, ne possède pas de raies d'émission à basse température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...). Quant au 13CO, il permet de sonder les régions plus denses des nuages moléculaires.

Les observations obtenues, exceptionnelles par l'étendue du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) cartographié et par leur profondeur, ont permis de montrer qu'il restait du gaz moléculaire, dans la région centrale de la Tarentule. Ces nuages ont une structure filamentaire (image ci-dessus), similaire à ce que l'on peut observer dans la Voie Lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois...) (voir par exemple un fait marquant précédent à ce sujet). Les conditions physiques de ce gaz moléculaire indiquent qu'il est encore partiellement autogravitant et pourrait donc continuer à former des étoiles, malgré la présence de l'amas d'étoiles massives qui devrait résulter en un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) inhospitalier dominé par une grande turbulence (La turbulence désigne l'état d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse...) et une faible densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...). Il se pourrait que l'on observe ici un état transitoire rapide avant que les structures moléculaires ne soient dispersées et détruites. Ces données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) ont également permis de mettre en évidence la présence d'une composante moléculaire diffuse résiduelle qui pourrait être la partie visible d'une composante de gaz sombre (voir un fait marquant précédent à ce sujet).

Note:
[i]1 Un isotopologue est une molécule dont un des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) est remplacé par son isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique...). (source: https://www.futura-sciences.com/)
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Contact:
Suzanne Madden
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