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Des étoiles orphelines de leur galaxie

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Dans leur apparente immobilité, les galaxies ne sont pas immuables, bien au contraire. Elles évoluent sans cesse dans une majestueuse lenteur, que l'Homme ne pourra observer que lorsque son espérance de vie atteindra quelques millions d'années... Mais elles interagissent aussi entre elles, se comportant quelquefois comme des protoplasmes géants lorsqu'elles tendent vers leurs voisines des bras gigantesques formés de gaz et d'étoiles isolées.

A gauche, une photographie d'ESO 137-001 (angle inférieur gauche) en lumière visible ne montre pas la queue, qui est ajoutée par superposition dans l'image de droite. Crédit Chandra-NASA.

Mais justement, comment se sont formées ces étoiles isolées, dites "orphelines", sachant que leur durée de vie est nettement inférieure à la structure qui les renferme, cela en dehors du nuage de gaz protostellaire que l'on ne rencontre habituellement qu'au sein des galaxies ?

Le fait a bien été observé à plusieurs reprises, mais les astronomes estimaient jusqu'ici peu probable qu'un grand nombre d'étoiles pourraient apparaître dans ces conditions extrêmes. Pourtant, voici que l'observatoire spatial en rayons X Chandra, ainsi que le télescope SOAR (Southern Astrophysical Research) au Chili, en ont mis en évidence une forte concentration dans une queue de gaz longue de 200 000 années-lumière qui se déploie depuis une galaxie dénommée ESO 137-001 et le centre d'Abell 3627, le tout à 220 millions d'années-lumière de nous.

Cette image prise par le télescope spatial en rayons X Chandra montre nettement la queue intergalactique longue de 70 000 années-lumière émise par ESO 137-001. Crédit Chandra-NASA.

Ce "pont" de matière semble avoir été formé par la pression induite par le déplacement d'ESO 137-001 à travers les gaz intergalactiques chauffés à plusieurs millions de degrés qui stagnent entre les galaxies. Ceux-ci seront ensuite balayés et absorbés au passage, épuisant la matière première nécessaire à la genèse de nouvelles étoiles et marquant un temps d'arrêt dans leur formation.

"Il s'agit d'une des plus longues queues intergalactiques que nous ayons jamais observées", déclare Ming Sun, du Michigan State University, insistant sur le fait que cette structure précède la galaxie émettrice dans sa trajectoire en direction d'Abell, et qu'il s'agit donc d'une formation constructive, et non destructive.

Un processus jadis fréquent

Ce processus ne peut toutefois représenter qu'une courte étape dans l'évolution d'une galaxie, et se révèle extrêmement rare à l'observation. Cependant, le jeune Univers ayant jadis comporté dix fois plus de galaxies beaucoup plus riches en gaz, il est vraisemblable que nous observions là un des phénomènes ayant contribué de façon significative il y a quelques milliards d'années à sa formation et à son aspect actuel.

"Pour nos normes galactiques, ces étoiles sont extrêmement isolées. Si la vie était apparue sur une planète tournant autour d'une d'entre elles, le ciel apparaîtrait extrêmement noir", déclare Max Voit, un autre membre du Michigan State University.

La présence de 29 régions denses en hydrogène ionisé, observables en lumière visible, indique la présence d'étoiles récemment formées dans la queue intergalactique. Celles-ci se situent toutes en aval de la galaxie, à l'intérieur ou en bordure de la structure. Deux sources émettrices de rayonnement X ont été détectées par Chandra, à proximité de ces zones, indication d'une forte activité de formation d'étoiles.


Cette image prise dans la raie d'émission de l'hydrogène depuis le télescope SOAR du Southern Astrophysical Research met en évidence 29 régions d'hydrogène ionisé éclairées par des étoiles récemment formées. Crédit Chandra-NASA.

Les chercheurs pensent que l'ensemble des étoiles orphelines observées se sont formées durant les dix derniers millions d'années, soit dans un passé très récent, ce qui offre la possibilité d'une nouvelle approche dans l'observation de leur genèse.

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