L’amas stellaire Westerlund 2 a été étudié par des astronomes grâce à des images prises par le télescope spatial Hubble. De quoi découvrir à quel point la présence d’étoiles massives dans une région peut perturber l’environnement des autres étoiles. © The Hubble Heritage Team (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI), and the Westerlund 2 Science Team, Nasa, ESA
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Hubble enquête sur l'absence de planètes au cœur des essaims d'étoiles massives

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Pour la première fois, grâce au télescope spatial Hubble, des astronomes ont pu sonder un amas stellaire dense. Leur objectif : étudier les environnements favorables à la formation des planètes. Et ils n'ont pas été déçus. Ils ont découvert à quel point des étoiles brillantes et massives peuvent perturber l'évolution de leurs plus proches voisines.

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En 2015, Westerlund 2 avait été choisi comme image iconique du 25e anniversaire du télescope spatial Hubble. Westerlund 2, c'est le nom d'un amas ouvert de la Voie lactée. Il se situe dans la constellation de la Carène. Il a la particularité de renfermer un grand nombre d'étoiles jeunes et massives. Certaines ont jusqu'à 100 fois la masse du Soleil.

Entre 2016 et 2019, des astronomes du Space Telescope Science Institute (STScI) ont étudié cet amas stellaire avec attention. Car il représente pour eux un laboratoire unique pour comprendre les processus gouvernant l'évolution des étoiles. Il est en effet relativement proche de la Terre -- à quelque 14.000 années-lumière -- et jeune -- moins de deux millions d'années ! Et l'œil perçant du télescope spatial Hubble leur a permis d'obtenir du cœur de Westerlund 2, des images d'une grande netteté.

Des images qui ont réservé aux astronomes une belle surprise. Ils ont pu observer que les étoiles situées dans la région centrale de l'amas -- dans un rayon de seulement quatre années-lumière de son cœur -- sont dépourvues de disques primordiaux. Rendant difficile la formation future de planètes dans cette région. Les étoiles périphériques, en revanche, sont entourées d'immenses nuages de poussière. Ainsi sur 5.000 étoiles de Westerlund 2 de masses comprises entre 0,1 et cinq fois celle du Soleil, seulement 1.500 -- toutes situées loin du cœur de l'amas -- montrent des fluctuations de luminosité que les astronomes imaginent trahir la présence de structures poussiéreuses ou de planétésimaux.

Sur cette vidéo, la nébuleuse Gum 29 et l’amas stellaire Westerlund 2 étudié pendant trois ans par des astronomes pour mieux comprendre quels sont les environnements favorables à la formation de planètes. © Hubble Space Télescope, YouTube

Pas de planètes à proximité d’étoiles massives et brillantes

Selon les astronomes, le phénomène peut s'expliquer par la proximité, dans le cœur de Westerlund 2, de nombreuses étoiles brillantes. Leurs émissions ultraviolettes et les vents stellaires qu'elles soufflent dans les environs agissent comme des chalumeaux qui érodent et dispersent les disques primordiaux autour des étoiles voisines.

« À proximité d'étoiles massives, il est toujours possible aux autres étoiles de former un disque primordial, mais les étoiles les plus brillantes modifient la composition de la poussière dans les disques. Les autres étoiles ont donc plus de difficulté à créer des structures stables qui mèneront éventuellement à des planètes. Nous pensons que la poussière s'évapore en seulement un million d'années ou que sa composition et sa taille changent si radicalement que les planètes ne disposent pas des éléments nécessaires à leur formation », précise Elena Sabbi, astronome au STScI, dans le communiqué.

Ce résultat demande encore à être confirmé par de futures observations, notamment à l'aide du très attendu télescope spatial James Webb. Mais s'ils le sont, ils pourraient expliquer pourquoi les systèmes planétaires apparaissent rares dans les anciens amas globulaires massifs.

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