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Des nuages de gaz aux étoiles : les pouponnières stellaires se dévoilent

NGC 4254 vue avec MUSE de l'ESO dans plusieurs longueurs d'onde de lumière.

NGC 4254 vue avec MUSE de l'ESO dans plusieurs longueurs d'onde de lumière.

Photo : ESO/PHANGS

Agence France-Presse

Des nuages de gaz jusqu'aux étoiles, une équipe internationale d'astronomes livre vendredi avec le catalogue PHANGS-MUSE de 19 galaxies proches de la nôtre, un tableau d'une précision inégalée des pouponnières stellaires.

C'est le résultat d'une campagne, entamée en 2017, d'observation de galaxies situées, pour la plus lointaine, à quelque 60 millions d'années-lumière, et pour la plus proche à seulement cinq, autant dire la grande banlieue de notre Voie lactée.

Elle nous donne pour la première fois une vision des galaxies qui forment des étoiles dans l'Univers proche, à un niveau de détail permettant de regarder les entités où se forment ces étoiles, des nuages de gaz.

Une citation de :Eric Emsellem, astronome à l'Observatoire européen austral (ESO)

Comme NGC 4303, aussi appelée M61, qui étend ses longs bras de galaxie spirale dans une symphonie de couleurs : brun orange pour les nuages de gaz, doré là où naissent les étoiles, par milliards, et bleuté là où elles vieillissent.

NGC 4303 vue par ALMA dans plusieurs longueurs d'onde de la lumière.

NGC 4303 vue par ALMA dans plusieurs longueurs d'onde de la lumière.

Photo : ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/PHANGS

L'instrument MUSE, un spectrographe installé sur le Très grand télescope de l'ESO au Chili, a joué un rôle capital dans la campagne d'observation. Ses données, notamment plus de trente mille images de nébuleuses de gaz chaud et 15 millions de spectres, vont être mises à disposition de la communauté scientifique dans les jours qui viennent.

L'objectif est d'essayer de comprendre ce qui déclenche ou inhibe la formation d'étoiles à un endroit de la galaxie, poursuit Eric Emsellem, qui est en détachement du Centre de Recherche Astrophysique de Lyon.

MUSE est un programme de la collaboration internationale PHANGS regroupant des scientifiques de plusieurs continents qui a pour ambition l'étude des différentes phases du cycle baryonique, celui qui donne naissance à la matière des étoiles. Le programme bénéficie de l'apport de deux instruments essentiels, le radiotélescope ALMA de l'ESO, et le télescope spatial Hubble. Le tout permet de reconstituer le film de la création stellaire, selon Eric Emsellem, grâce aux nombres de galaxies observées.

NGC 3627 vue par ALMA dans plusieurs longueurs d'onde de lumière.

NGC 3627 vue par ALMA dans plusieurs longueurs d'onde de lumière.

Photo : ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/PHANGS

Avec ALMA, les astronomes voient le gaz froid qui se condense et forme du gaz moléculaire, l’essence de la formation stellaire.

Avec MUSE, on voit les phases d'après, quand les nuages de gaz vont créer un gros amas d'étoiles, dont les plus grosses vont évoluer très vite, sur quelques millions d'années, et exploser pour certaines, en expulsant du gaz. On voit ces bulles de gaz qui s'ouvrent et redistribuent le matériel, dans l'espace environnant.

MUSE voit donc le gaz chaud, les étoiles jeunes et les étoiles vieilles. Et avec Hubble, qui a un plus grand pouvoir de résolution, on commence à identifier les amas d'étoiles, et à voir des bulles de gaz et la poussière, avec une résolution de moins de 30 années-lumière.

La masse de données fournies, dont la température, la densité, la composition chimique des étoiles et du gaz, va alimenter un flux d'articles scientifiques pour les années à venir.

En attendant de nouveaux instruments qui aideront à mieux comprendre comment naissent les étoiles.

La résolution de la carte que nous produisons (avec PHANGS) est juste suffisante pour repérer et distinguer les nuages formant des étoiles, mais pas assez pour voir ce qui se passe en détail à l'intérieur.

Une citation de :Eva Schinnerer, de l'Institut pour l'astronomie Max Planck

Le voile continuera à se lever avec l'arrivée cette année du télescope spatial James Webb, pour lequel PHANGS a déjà réservé un créneau d'observation, et qui permettra de mieux voir dans les nuages de gaz et de poussière.

Ensuite viendra le temps, plus tard dans la décennie, du Télescope géant européen de l'ESO. Avec sa résolution énorme, il permettra peut-être de percer le secret des pouponnières d'étoiles.

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