Les images prises avec les instruments Spire et Pacs ont ici été combinées. Les couleurs bleue et vertes correspondent respectivement à des émissions de 70 et 160 microns alors que le rouge est une combinaison des observations de Spire dans 3 bandes spectrales 250, 350 et 500 microns. Crédit : Esa

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Les dernières images de Herschel montrent les naissances d'étoiles

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Comme prévu, le télescope spatial Herschel commence à bouleverser notre vision des tout premiers stades de formation des étoiles dans les nuages moléculaires denses et froids. Il vient de nous livrer des images montrant la complexité de la structure interne de ces zones où les proto-étoiles se condensent et se mettent à briller.

Les grandes lignes de la formation des étoiles sont connues mais lorsque l'on cherche à entrer dans les détails, les mystères s’accumulent. On sait que pour que s'amorce la formation d'une étoile, il faut qu'apparaissent des fluctuations de densité de matière possédant certaines caractéristiques. Ainsi, un nuage de poussières et de molécules doit avoir, pour s'effondrer, une masse supérieure à ce que l'on appelle la masse de Jeans. Celle-ci dépend de la densité et de la température du nuage. S'il est trop chaud ou trop peu dense, la contraction gravitationnelle aboutissant à une étoile n'est pas possible. Bien souvent, lorsqu'un nuage se condense, il se fragmente en zones plus dense et plus chaudes et c'est ainsi que des centaines d'étoiles peuvent se former presque simultanément à partir d'un seul nuage moléculaire.

Ces nuages sont très froids, avec des températures de l'ordre de 10 kelvins. Ils peuvent contenir jusqu'à un million de masses solaires et atteindre une taille de l'ordre de 150 années-lumière environ. Ils rayonnent peu et surtout sont opaques à la lumière visible... mais pas à la lumière infrarouge.

Les instruments de Herschel sont spécifiquement conçus pour capter cette lumière à différentes longueurs d'onde et avec une excellente résolution. Comme toujours, lorsque celle-ci augmente, l'astronomie et l'astrophysique font des bonds.

L'instrument de Herschel Photoconductor Array Camera and Spectrometer, Pacs, observe des nuages moléculaires avec des étoiles en formation dans une région de la constellation de la Croix du Sud. En bleu on voit ici les émissions de la poussière à 250 microns, en vert à 350 microns, et en rouge à 500 microns. Crédit : Esa

Dans le cas présent, le regard pénétrant de Herschel s'est porté en direction du centre de la Galaxie mais plus précisément dans la région de la Croix du Sud. A plusieurs milliers d'années-lumière, il a pu observer l'intérieur des nuages moléculaires avec deux de ses instruments, Spectral and Photometric Imaging REceiver, Spire, et Photoconductor Array Camera and Spectrometer, Pacs. Les images obtenues ont été prises le 3 septembre et représentent une zone carrée d'environ 2 secondes d'arc de côté.

L'intérieur de ces nuages a surpris les astrophysiciens. Non seulement ils sont beaucoup plus actifs que ce que l'on pensait mais leur complexité se révèle nettement sans qu'il soit nécessaire de faire une analyse scientifique poussée. En effet, on voit clairement des zones filamenteuses tourmentées rappelant celles où s'accumulent les amas de galaxies dans l'Univers.

L'instrument Spire (Spectral and Photometric Imaging REceiver) montre ici des images à des longueurs d'onde de 70 microns pour le bleu et de 160 microns pour le rouge. Crédit : Esa

Sur les images où la (fausse) couleur rouge montre des zones de basses températures et le bleu celles à plus hautes températures, on voit que beaucoup des étoiles en formation se retrouvent le long de ces filaments un peu comme des perles sur un collier. La lumière infrarouge émise par ces zones provient des poussières qui, chauffées par la condensation de la matière, se mettent à rayonner pour dissiper la chaleur et permettent ainsi à la contraction des nuages de se poursuivre pour que de la matière s'accumule sur les proto-étoiles en formation.

A n'en pas douter, avec Herschel, nous n'avons encore rien vu !

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