À l’aide de Alma, le Grand réseau d’antennes millimétrique/submillimétrique de l’Atacama (Chili), des chercheurs de l’université du Maryland (États-Unis) ont étudié les œufs stellaires du nuage moléculaire du Taureau. © CEA, Herschel
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Les étoiles naissent dans des œufs

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C'est dans les nuages moléculaires que naissent les étoiles. Et pour en apprendre plus sur le processus, des astronomes ont observé le nuage de la constellation du Taureau. Les œufs stellaires qu'il cache, plus exactement. De manière à mieux comprendre comment un embryon stellaire se transforme en bébé étoile.

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[EN VIDÉO] Comment naissent les étoiles ?  Dans cette vidéo, Stefano Panebianco, ingénieur de recherche au CEA, nous parle de la façon dont se forment les étoiles et aussi de l’astrophysique nucléaire des étoiles. 

Au début, il n'y a qu'un nuage moléculaire. Puis celui-ci se fragmente. Les morceaux se condensent alors jusqu'à former potentiellement autant d'œufs stellaires. Des embryons desquels sortiront bientôt des étoiles. À l'aide d'Alma, le Grand réseau d'antennes millimétrique/submillimétrique de l'Atacama (Chili), des chercheurs ont justement recensé les œufs stellaires au sein de la constellation du Taureau.

Cette image dans l’infrarouge lointain permet de localiser, dans le nuage moléculaire du Taureau, les œufs stellaires identifiés par les chercheurs de l’université du Maryland (États-Unis) avec Alma. © Alma (ESO, NAOJ, NRAO), Tokuda et al., ESA, Herschel

Par le passé, des observations avaient montré que certains des œufs du nuage moléculaire du Taureau contenaient déjà des étoiles en bas âge. Et c'est pour clarifier l'état d'évolution de ces embryons que des chercheurs japonais ont fait appel au pouvoir de résolution des antennes d’Alma.

Ils ont ainsi observé 32 œufs stellaires dépourvus d'étoile et neuf autres présentant des étoiles naissantes. Ces derniers émettent tous des ondes radio. Mais un signal n'a pu être enregistré pour seulement 12 des 32 « œufs vides ». De quoi conclure que ces 12 embryons-là ont déjà développé des structures internes et sont plus évolués que les 20 autres.

Cette simulation — réalisée par le supercalculateur Aterui-II — montre l’évolution d’un morceau de nuage moléculaire dense vers un premier noyau hydrostatique, le stade éphémère qui précède juste la naissance d’une étoile. © Tomoaki Matsumoto, Hosei University

Comment se forment les étoiles ?

Des antennes plus espacées permettent d'améliorer la résolution d'un interféromètre radio. C'est pourquoi les chercheurs ont utilisé, pour cette étude en particulier, uniquement le réseau d'antennes de sept mètres d'Alma. Ainsi, ils ont pu distinguer les densités de gaz au centre de ces embryons. Et conclure que lorsque cette densité dépasse environ un million de molécules de dihydrogène (H2) par centimètre cube, l'embryon commence à se transformer en étoile.

Les chercheurs ont par ailleurs débusqué un flux de gaz bipolaire dans l'un des œufs stellaires. Probablement ce que les astrophysiciens appellent un premier noyau hydrostatique, un objet éphémère formé juste avant la naissance d'une petite étoile. Des astronomes avaient déjà eu l'occasion d'observer un tel objet, mais jamais dans la région du Taureau.

Cette simulation — réalisée par le supercalculateur Aterui-II — zoome sur l’évolution d’un morceau dense de nuage moléculaire en premier stade hydrostatique. © Tomoaki Matsumoto, Hosei University

Ce premier noyau hydrostatique, qui reste rare, pourrait constituer une cible privilégiée pour de futures études approfondies. Une opportunité d'en apprendre encore un peu plus sur le processus de formation.

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