Une image du télescope Webb de la sortie d'une jeune étoile, qui ressemble à deux jets de gaz colorés sortant d'une zone centrale sombre. Les nuages sont dorés près du centre et se transforment en turquoise, rose et violet. Les étoiles brillent en arrière-plan. L'observation haute résolution dans le proche infrarouge du télescope spatial James Webb de la NASA sur Herbig-Haro 211 révèle des détails exquis de la sortie d'une jeune étoile, un analogue infantile de notre Soleil.
Crédits : ESA/Webb, NASA, CSA, T. Ray (Dublin Institute for Advanced Studies).
Les objets Herbig-Haro (HH) sont des régions lumineuses entourant les étoiles nouveau-nées, formées lorsque des vents stellaires ou des jets de gaz crachés par ces étoiles nouveau-nées forment des ondes de choc entrant en collision avec les gaz et la poussière proches à grande vitesse. Cette image de HH 211 prise par le télescope spatial James Webb révèle un écoulement d'une protoétoile de classe 0, un analogue infantile de notre Soleil alors qu'il n'avait que quelques dizaines de milliers d'années et avec une masse seulement 8% de celle actuelle du Soleil (il finira par devenir une étoile comme le Soleil).
L’imagerie infrarouge est puissante pour étudier les étoiles nouveau-nées et leurs écoulements, car ces étoiles sont invariablement encore noyées dans le gaz du nuage moléculaire dans lequel elles se sont formées. L’émission infrarouge des flux sortants de l’étoile pénètre dans le gaz et la poussière obscurcissants, ce qui rend un objet Herbig-Haro comme HH 211 idéal pour l’observation avec les instruments infrarouges sensibles de Webb. Les molécules excitées par les conditions turbulentes, notamment l'hydrogène moléculaire, le monoxyde de carbone et le monoxyde de silicium, émettent de la lumière infrarouge que Webb peut collecter pour cartographier la structure des flux sortants.
L'image présente une série de chocs d'étrave vers le sud-est (en bas à gauche) et le nord-ouest (en haut à droite), ainsi que l'étroit jet bipolaire qui les propulse. Webb révèle cette scène avec des détails sans précédent – une résolution spatiale environ 5 à 10 fois supérieure à toutes les images précédentes de HH 211. Le jet interne «se tortille» avec une symétrie miroir de chaque côté de la protoétoile centrale. Ceci est en accord avec les observations à plus petite échelle et suggère que la protoétoile pourrait en fait être une étoile binaire non résolue.
Des observations antérieures de HH 211 avec des télescopes au sol ont révélé des chocs d'arc géants s'éloignant de nous (nord-ouest) et se déplaçant vers nous (sud-est) et des structures en forme de cavité dans l'hydrogène et le monoxyde de carbone respectivement choqués, ainsi qu'un jet bipolaire noueux et agité de monoxyde de silicium. Les chercheurs ont utilisé les nouvelles observations de Webb pour déterminer que l’écoulement de l’objet est relativement lent par rapport aux protoétoiles plus évoluées présentant des types d’écoulement similaires.
L’équipe a mesuré la vitesse des structures d’écoulement les plus internes à environ 48 à 60 milles par seconde (80 à 100 kilomètres par seconde). Cependant, la différence de vitesse entre ces sections de l’écoulement et le matériau principal avec lequel elles entrent en collision – l’onde de choc – est beaucoup plus petite. Les chercheurs ont conclu que les flux sortant des étoiles les plus jeunes, comme celle du centre de HH 211, sont principalement constitués de molécules, car les vitesses relativement faibles des ondes de choc ne sont pas assez énergétiques pour diviser les molécules en atomes et en ions plus simples.
Quelques précisions :
Chocs d’étraves : Les étoiles émettent en permanence des particules chargées, principalement des protons et des électrons, qui se propagent dans l’espace interplanétaire à des vitesses surper-magnétosoniques à l'instar c’est du vent solaire dans notre système. En raison de sa vitesse élevée, son interaction avec le champ magnétique des objets qui l'entourent engendre devant ses objets des ondes de choc, appelés "chocs d’étraves"Les protoétoiles de classes 1 qui sont âgées de quelque 100 000 ans ont une signature de rayon X caractéristique, ce qui pourrait être aussi le cas pour celle de classe 0, mais ce point n'est pas encore validé à ce jour.
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