Cette vue d’artiste montre le système HH 1177, situé dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie voisine de la nôtre. Le jeune et massif objet stellaire qui brille au centre collecte la matière d’un disque poussiéreux tout en expulsant la matière dans de puissants jets. Grâce à l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), dont l’ESO est partenaire, une équipe d’astronomes a réussi à trouver des preuves de la présence de ce disque en observant sa rotation. C’est la première fois qu’un disque autour d’une jeune étoile – le type de disque identique à ceux formant les planètes de notre propre galaxie – est découvert dans une autre galaxie. Crédit : ESO/M. Messager de Korn
L’astronome Rice aide à trouver des preuves d’un disque d’accrétion autour d’une jeune étoile à l’extérieur du voie Lactée
Les astronomes ont découvert pour la première fois la preuve d’un disque de matière en rotation entourant une jeune étoile massive dans une galaxie proche. Megan Reiter, professeur adjoint de physique et d’astronomie à l’Université Rice, faisait partie de l’équipe de chercheurs qui ont annoncé leur découverte dans une étude publiée dans Nature.
« C’est une preuve solide que les étoiles de masse élevée, qui sont plusieurs fois plus grosses que le Soleil, se forment de la même manière que les étoiles de masse inférieure », a déclaré Reiter. « C’est une grande question depuis longtemps. »
Située dans une galaxie voisine de la Voie lactée appelée Grand Nuage de Magellan, l’étoile au disque a été découverte pour la première fois grâce à un jet protostellaire – une caractéristique caractéristique des étoiles en formation.
Grâce aux capacités combinées du Very Large Telescope (VLT) de l’ESO et du Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) d’Atacama, dont l’ESO est partenaire, un disque autour d’une jeune étoile massive dans une autre galaxie a été observé. Les observations de l’explorateur spectroscopique multi-unités (MUSE) sur le VLT, à gauche, montrent le nuage parent LHA 120-N 180B dans lequel ce système, baptisé HH 1177, a été observé pour la première fois. L’image au centre montre les jets qui l’accompagnent. La partie supérieure du jet est légèrement dirigée vers nous et donc décalée vers le bleu ; celui du bas s’éloigne de nous et est donc décalé vers le rouge. Les observations d’ALMA, à droite, ont ensuite révélé le disque en rotation autour de l’étoile, de la même manière avec des côtés se rapprochant et s’éloignant de nous. Crédit : ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. McLeod et coll.
« Lorsqu’une étoile se forme, le nuage de matière environnante s’effondre, formant un disque », a déclaré Reiter. « Le disque alimente l’étoile en matière, qui en rejette environ 1 à 10 % dans ces gros jets bipolaires. Ces jets peuvent être assez gros, ils sont donc faciles à repérer. Parce qu’ils sont projetés dans le cadre de ce processus d’accrétion, les jets constituent également un peu un témoignage historique qui peut vous dire quelque chose sur la façon dont l’étoile se constitue.
L’avion à réaction a été repéré pour la première fois à l’aide de l’instrument Multi Unit Spectroscopique Explorer du Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral.
Cette mosaïque montre, en son centre, une image réelle du jeune système stellaire HH 1177, dans le Grand Nuage de Magellan, galaxie voisine de la Voie Lactée. L’image a été obtenue avec l’explorateur spectroscopique multi-unités (MUSE) du Very Large Telescope (VLT) de l’ESO et montre des jets lancés depuis l’étoile. Les chercheurs ont ensuite utilisé l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), dont l’ESO est partenaire, pour trouver des preuves de l’existence d’un disque entourant la jeune étoile. Une impression d’artiste du système, présentant à la fois les jets et le disque, est présentée sur le panneau de droite. Crédit : ESO/A. McLeod et coll./M. Messager de Korn
« Après avoir vu le jet, la prochaine chose naturelle à dire est, eh bien, ces jets doivent provenir d’un disque – il doit y avoir un disque autour de cette étoile », a déclaré Reiter.
Pour tester cette hypothèse, l’équipe a utilisé le Large Millimeter/submillimeter Array d’Atacama (ALMA) au Chili pour collecter des données sur la jeune étoile et ses environs.
« Essayer de repérer un disque autour d’une étoile de masse élevée est un défi, notamment parce qu’il s’agit d’un phénomène de relativement courte durée », a déclaré Reiter, expliquant qu’une étoile de faible masse comme le Soleil – avec une durée de vie approximative de 10 milliards d’années – ne porterait un disque que pendant 3 à 10 millions d’années au cours de sa formation.
Cette région éblouissante d’étoiles nouvellement formées dans le Grand Nuage de Magellan (LMC) a été capturée par l’instrument Multi Unit Spectroscopic Explorer du Very Large Telescope de l’ESO. La quantité relativement faible de poussière dans le LMC et la vision aiguë de MUSE ont permis de détecter des détails complexes de la région à la lumière visible. Crédit : ESO, A McLeod et al.
De plus, au moins dans la Voie lactée, la poussière d’étoile tourbillonnant autour des étoiles de masse élevée a tendance à masquer leur environnement, ce qui rend difficile l’observation d’un disque en train de prendre forme. Heureusement, la visibilité est bien meilleure dans le Grand Nuage de Magellan, où la matière formant les étoiles est différente.
« Il est sans doute plus excitant de découvrir un disque dans cette galaxie voisine que dans la nôtre, car les conditions y sont plus proches de celles que nous pensons être plus tôt dans l’univers », a déclaré Reiter. « C’est comme si nous avions une fenêtre sur la façon dont les étoiles se sont formées plus tôt dans l’évolution de l’univers. »
Megan Reiter est professeur adjoint de physique et d’astronomie à l’Université Rice. Crédit : Brandon Martin/Université Rice
Anna McLeod, professeure agrégée à l’Université de Durham au Royaume-Uni et auteur principal de l’étude, a déclaré qu’en voyant des preuves d’une structure tournante dans les données ALMA, elle et son équipe pouvaient à peine croire qu’ils avaient détecté le premier disque d’accrétion extragalactique.
«C’était un moment spécial», a déclaré McLeod. « Nous savons que les disques sont essentiels à la formation des étoiles et des planètes dans notre galaxie, et ici, pour la première fois, nous en voyons des preuves directes dans une autre galaxie. »
Ce graphique montre l’emplacement de la région HII LHA 120-N 180B dans la constellation de Mensa (La Montagne de la Table). Mensa est la seule constellation nommée d’après une caractéristique géographique de la Terre : elle a été nommée d’après la montagne de la Table au Cap de Bonne-Espérance en Afrique du Sud par l’astronome français Nicolas-Louis de Lacaille. Cette carte comprend la plupart des étoiles visibles à l’œil nu dans de bonnes conditions, et la région du ciel montrée sur cette image est indiquée. Crédit : ESO, IAU et Sky & Telescope
Pour en savoir plus sur cette découverte :
- Des astronomes découvrent un disque formant une planète dans une autre galaxie
- Le tout premier disque circumstellaire découvert au-delà de la Voie Lactée
La recherche a été soutenue par la Royal Society (URF/R1/221620), la Fondation allemande pour la recherche (KU 2849/9) et la National Science Foundation (2008101, 2206511, 2142300).
