L'équipe de la mission Hubble a publié plusieurs images de jeunes étoiles prises par le télescope, représentant des étoiles massives en formation. La formation des étoiles est l'un des processus les plus fondamentaux du cosmos. Les astrophysiciens savent que les étoiles se forment à partir de nuages moléculaires dont la densité s'effondre. Ce processus est relativement bien compris pour les étoiles de faible masse comme notre Soleil. Cependant, la formation des étoiles plus massives, celles qui possèdent au moins 8 à 10 masses solaires, reste encore largement méconnue et soulève de nombreuses questions.
Il est important de comprendre ces étoiles, car elles jouent un rôle essentiel dans la croissance et l'évolution des galaxies. Elles possèdent également des vents puissants, un rayonnement énergétique intense, et lorsqu'elles explosent en supernovae, elles ont un impact profond sur leur environnement, pouvant même déclencher la formation de nouvelles étoiles.
Lorsqu'une étoile atteint environ 8 masses solaires, sa pression de radiation devient si forte qu'elle devrait repousser toute matière entrante, l'empêchant de s'accumuler et mettant ainsi fin à sa croissance. C'est un paradoxe, car nous observons régulièrement des étoiles de 100 masses solaires, voire plus.
Les étoiles massives se forment également très rapidement, en seulement 100 000 ans. Mais malgré tous les efforts des astrophysiciens pour étudier et modéliser la physique de la formation stellaire, ils ne parviennent pas à comprendre comment elles se forment si vite.
Les étoiles massives se forment aussi en groupes, pour une raison encore inconnue. Elles se forment rarement seules, et lorsqu'on en trouve une, on en trouve généralement plusieurs. Cela complique l'étude de leur dynamique et des détails de leur accrétion et de la rétroaction stellaire.
Le télescope Hubble peut observer dans une partie du spectre infrarouge, ce qui lui permet de voir à travers une partie du gaz et de la poussière qui masquent les mécanismes de formation des étoiles massives. Les jeunes protoétoiles possèdent de puissants jets qui percent des brèches et des ouvertures dans leur voile de gaz et de poussière, et Hubble peut détecter la lumière qui traverse ces ouvertures.
Ces observations peuvent révéler des détails sur le rayonnement, la teneur en poussière et la structure de ces étoiles. Une partie de l'effort scientifique visant à comprendre la formation des étoiles massives consiste à établir des liens entre ces jeunes étoiles et leur stade d'évolution ou de formation, et ces observations peuvent y contribuer.
La région de formation d'étoiles Cepheus A apparaît sur l'une des images. Située à 2 300 années-lumière, elle compte parmi les régions de formation d'étoiles massives les plus proches. Elle se caractérise par des nuages moléculaires denses, du gaz ionisé et un ensemble de jeunes étoiles. Une protoétoile en particulier contribue à la moitié de la luminosité de Cepheus A, ce qui attire naturellement l'attention des astronomes.
Il s'agit de HW2, et sa masse est d'environ 16 masses solaires. Il continue de croître très rapidement, au rythme le plus rapide jamais observé pour ce type d'objet.
G033.91+0.11 est une autre région de formation d'étoiles de la Voie lactée. Une nébuleuse par réflexion, visible au centre de l'image, est créée par la lumière d'une protoétoile cachée qui se réfléchit sur le gaz et la poussière. Ce phénomène diffère d'une nébuleuse par émission, où le gaz est chauffé par le rayonnement ultraviolet d'une étoile proche et émet sa propre lumière.
L'image suivante présente GAL-305.20+00.21, un autre site de formation d'étoiles massives. Une nébuleuse en émission est bien visible près du centre de l'image. Le gaz qui la compose est ionisé par le rayonnement d'une jeune protoétoile massive, dissimulée au sein d'un vaste ensemble de nuages de gaz et de poussière.
IRAS 20126+4104 est une protoétoile massive située à environ 5 300 années-lumière. C'est une protoétoile de type B, c'est-à-dire extrêmement lumineuse, très massive et très chaude. Les jeunes protoétoiles émettent souvent de puissants jets depuis leurs pôles, créés par leurs champs magnétiques intenses, qui canalisent la matière provenant de leurs disques d'accrétion vers l'extérieur des pôles. Sur cette image, les jets de la jeune protoétoile créent une région brillante d'hydrogène ionisé. Ces jets ont été étudiés en détail dans le cadre des recherches visant à comprendre les protoétoiles massives et leur formation.
Des recherches menées en 2023 ont montré qu'IRAS 20126+4104 est une étoile ZAMS (étoile de la séquence principale d'âge zéro) qui vient de commencer la fusion de l'hydrogène en hélium. Cette étoile reçoit de la matière en chute libre depuis l'extérieur du disque qui l'obscurcit et perd de la masse sous l'effet des chocs provoqués par cette matière incidente, ce qui explique pourquoi la formation de ces protoétoiles massives est difficile à comprendre.
Le télescope Hubble observe les protoétoiles depuis des décennies, et ses efforts ont permis de lever peu à peu le voile sur leurs matrices gazeuses. Aujourd'hui, des télescopes plus modernes comme le JWST scrutent toujours plus profondément ces pouponnières d'étoiles. Mais Hubble a joué un rôle important et continuera d'en jouer un, comme en témoignent ces images.
Fourni par Universe Today
