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Violente formation d’étoiles dans la nébuleuse de la Tarentule

Image composite infrarouge et radio de la région de formation d’étoiles 30 Doradus, également connue sous le nom de nébuleuse de la Tarentule.

Image composite infrarouge et radio de la région de formation d’étoiles 30 Doradus, également connue sous le nom de nébuleuse de la Tarentule.

Photo : ESO/ALMA

Une image d’une précision inégalée à ce jour de la nébuleuse de la Tarentule a été dévoilée par un groupe international d’astrophysiciens lors de la rencontre annuelle de l’American Astronomical Society qui se déroule cette semaine à Pasadena en Californie.

Dans l’image haute résolution réalisée en grande partie grâce aux données récoltées par le réseau d'antennes ALMA de l’Observatoire européen austral (ESO) installé au Chili, il est possible de voir la nébuleuse sous un jour nouveau, avec des nuages de gaz qui donnent un aperçu de la façon dont les étoiles massives façonnent cette région, notent les scientifiques dans un communiqué.

Selon le Pr Tony Wong de l’université de l’Illinois, ces nuages correspondraient aux restes de nuages plus grands qui auraient été déchiquetés par l’énergie libérée par de jeunes étoiles massives lors d’un processus appelé double rétroaction.

Jusqu'à ce jour, il était généralement admis que le gaz présent dans ces régions était trop dispersé et trop submergé par cette rétroaction turbulente pour que la gravité puisse le rassembler et former de nouvelles étoiles.

Or, les nouvelles données révèlent des filaments beaucoup plus denses dans lesquels le rôle de la gravité est encore significatif.

« Nos résultats impliquent que, même en présence d’une très forte rétroaction, la gravité peut exercer une forte influence et conduire à la formation d’étoiles. »

— Une citation de  Tony Wong, professeur à l’université de l’Illinois à Urbana-Champaign

Le saviez-vous?

La structure en forme de toile des nuages de gaz de cette nébuleuse a conduit les astronomes à lui donner le nom d’une araignée. Le taux de naissance d'étoiles y est plus élevé que dans n'importe quelle région de notre galaxie, la Voie lactée.

Une image composite

L’image est une superposition de plusieurs photos. L’image de fond, prise dans l’infrarouge, est elle-même une image composite née de la combinaison de deux clichés captés à partir des instruments de deux autres télescopes de l’ESO. Elle montre des étoiles brillantes et des nuages légers et rosés de gaz chaud.

Image montrant la nébuleuse de la Tarentule dans les longueurs d’onde radio.

Cette image montre la nébuleuse de la Tarentule, dans les longueurs d’onde radio, telle qu’observée par ALMA. Les stries rouge-jaune brillantes révèlent des régions de gaz froid et dense où peuvent apparaître de nouvelles étoiles.

Photo : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Wong et al.

Cette photo est superposée à l’image provenant d’observations radio effectuées par ALMA, révélant des bandes rouge-jaune brillantes qui correspondent à des régions de gaz froid et dense qui ont la particularité de s’effondrer et de former des étoiles.

Image infrarouge montrant la région de formation d’étoiles 30 Doradus.

Cette image infrarouge montre la région de formation d’étoiles 30 Doradus, également connue sous le nom de nébuleuse de la Tarentule, mettant en évidence ses étoiles brillantes et ses nuages légers et rosés de gaz chaud.

Photo : ESO, M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey

Une région créatrice d’étoiles

En outre, la Tarentule abrite quelques-unes des étoiles les plus massives répertoriées, dont certaines ont une masse plus de 150 fois supérieure à celle du Soleil. Cette zone du ciel, relativement proche sur le plan astronomique, est donc idéale pour étudier comment les nuages de gaz s’effondrent sous l’effet de la gravité pour créer des étoiles. D’autant plus qu’elle partage de nombreuses caractéristiques avec des galaxies très lointaines formées lorsque l’Univers était plutôt jeune.

« Nous pouvons étudier comment les étoiles se formaient il y a 10 milliards d’années, au moment où la plupart des étoiles sont nées. »

— Une citation de  Guido De Marchi, coauteur de l’article et astronome à l’ESA

Repères

  • Située à environ 170 000 années-lumière (al) de la Terre, la Tarentule est également connue sous les noms de 30 Doradus et de NGC 2070.
  • Cette nébuleuse est certainement la structure la plus spectaculaire du Grand Nuage de Magellan, troisième galaxie au chapitre de la proximité avec notre Voie lactée, après la galaxie naine du Sagittaire (80 000 al) et la galaxie naine du Grand Chien (42 000 al).
  • La brillante lueur de la nébuleuse de la Tarentule a été décrite pour la première fois par l’astronome français Nicolas-Louis de Lacaille en 1751.
  • La nébuleuse est visible à l'œil nu hors de la pollution lumineuse des grandes villes.
Image du Grand Nuage de Magellan, l’un de nos plus proches voisins galactiques, captée par le télescope VISTA de l’ESO.

Image du Grand Nuage de Magellan, l’un de nos plus proches voisins galactiques, captée par le télescope VISTA de l’ESO.

Photo : ESO/VMC Survey

Surprenante gravité

Jusqu’à récemment, les observations de la Tarentule s’étaient surtout concentrées sur son centre, puisque la formation d’étoiles y est abondante.

Pour mieux cerner l’ensemble de la nébuleuse, les scientifiques ont effectué des observations à haute résolution à l’aide d’ALMA couvrant une grande région de la nébuleuse, ce qui a permis de cartographier de grands nuages de gaz froid qui s’effondrent pour donner naissance à de nouvelles étoiles, mais aussi de savoir comment ils changent lorsque d’énormes quantités d’énergie sont libérées par la naissance d’étoiles.

Nous nous attendions à ce que les parties du nuage les plus proches des jeunes étoiles massives montrent les signes les plus clairs d’une gravité écrasée par la rétroaction, explique Tony Wong.

« Nous avons plutôt constaté que la gravité est encore importante dans ces régions exposées à la rétroaction — du moins pour les parties du nuage qui sont suffisamment denses. »

— Une citation de  Tony Wong, professeur à l’université de l’Illinois à Urbana-Champaign

Nos travaux contiennent des indices détaillés sur la façon dont la gravité se comporte dans les régions de formation d’étoiles de la nébuleuse de la Tarentule, notent les auteurs, dont le détail des travaux est publié dans The Astrophysical Journal (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Il reste encore beaucoup à faire avec ce fantastique ensemble de données, et nous le rendons public pour encourager d’autres chercheurs à mener de nouvelles investigations, note Tony Wong.

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