Orion Nebula, Pléiades et Hyades: les derniers résultats de recherche indiquent que ces célèbres grappes d'étoiles représentent les différentes phases de la vie d'un système d'étoiles. Une équipe d'astrophysiciens de l'Institute for Advanced Studies in Basic Sciences à Zanjan, en Iran et à l'Université de Bonn, a trouvé des preuves que ces trois systèmes étoiles ne sont pas seulement situés dans la même région de l'espace mais également développé de la même manière. Ces résultats ont été récemment publiés dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Lorsque les étoiles scintillent dans le ciel nocturne, vous pouvez voir les sept sœurs (Pléiades) et Hyades les uns à côté des autres à l'œil nu, non loin de l'étoile centrale de l'épée d'Orion. Ce n'est pas vraiment une étoile mais plutôt le cluster d'Orion Nebula – et donc le tiers d'un groupe de grappes d'étoiles.
Cependant, les grappes de ce trio sont d'âges différents et à différentes distances loin de la Terre. Le cluster d'Orion Nebula (ONC) est l'une des régions de formation d'étoiles les plus jeunes et les plus actives de la Voie lactée – jusqu'à 2,5 millions d'années et environ 1 350 ans. Il contient des milliers de jeunes étoiles entourées par le nuage résiduel de gaz à partir duquel ils se sont formés.
En revanche, Pléiades, également connue sous le nom de Sept Sisters, a environ 100 millions d'années et ses étoiles sont beaucoup plus dispersées, tandis que Hyades a environ 700 millions d'années et contient moins d'étoiles qui sont encore plus largement dispersées.
Bébé, adolescent et âgé
« Nos calculs de dynamique stellaire très précis ont maintenant montré que les trois grappes d'étoiles provenaient du même prédécesseur », explique le professeur Pavel Kroupa de l'Institut Helmholtz pour la radiation et la physique nucléaire de l'Université de Bonn, co-auteur de la publication. La nébuleuse d'Orion, les Pléiades et les Hyades sont comme trois photos différentes de la même personne. Ces trois photos montrent cette entité à différents âges: en tant que bébé, adolescent et âgé.
C'est un peu comme si la même personne était née encore et encore. « À partir de cela, nous pouvons apprendre que les grappes d'étoiles ouvertes semblent avoir un mode de formation d'étoiles préféré, explique Kroupa, qui est également membre des zones de recherche transdisciplinaires modélisant et comptant à l'Université de Bonn.
Cela signifie-t-il que différents nuages moléculaires forment des grappes d'étoiles très similaires? « Il semble qu'il existe un environnement physique préféré dans lequel les étoiles se forment lorsqu'ils évoluent dans ces nuages », explique l'astrophysicien.
Comment un jeune cluster d'étoiles dense comme le cluster de nébules Orion (ONC) se développe-t-il en quelque chose comme des Pléiades pendant des centaines de millions d'années et finalement mûrir en quelque chose qui ressemble à des hyade? Les chercheurs dirigés par le Dr Ghasem Safaei des IASB (Institute for Advanced Studies in Basic Sciences) à Zanjan (Iran) modélisent ce cycle de vie à l'aide de puissantes simulations informatiques.
Les calculs sont d'accord avec les caractéristiques observées
En utilisant ces simulations, qui comprennent des calculs précis des forces variables entre les étoiles, les chercheurs sont capables de suivre le cycle de vie d'un cluster d'étoiles de sa formation précoce dans un environnement riche en gaz jusqu'à son expansion progressive et son vieillissement, lorsqu'il perd du gaz et des étoiles dans son environnement. Les résultats sont très bien d'accord avec les caractéristiques déjà observées telles que la taille, la masse et la structure de l'amas de nébuleuses d'Orion, les Pléiades et les hyade à différentes phases de leur vie.
« Cette recherche montre qu'il est entièrement plausible que des grappes d'étoiles telles que le cluster d'Orion Nebula suivent un chemin de développement qui les transforme en systèmes comme Pleiades et plus tard Hyades », explique le professeur Hosein Haghi des Iasbs, qui effectue actuellement ses recherches à l'Université de Bonn.
L'équipe a simulé son développement sur une période de 800 millions d'années, à partir d'un État initial basé sur les dernières caractéristiques observées des jeunes grappes d'étoiles, y compris leur taille compacte, leur densité de masse élevée et leur abondance de doubles étoiles.
« Les résultats montrent que des grappes telles que le cluster des nébules Orion peuvent perdre jusqu'à 85% de leurs étoiles mais conserver néanmoins une structure cohérente similaire à Hyades, après avoir traversé une étape intermédiaire similaire à Pléiades », explique Ghasem Safaei.
Fait intéressant, ces trois grappes d'étoiles – Orion Nebula Cluster, Pléiades et Hyades – sont situées dans la même région du ciel nocturne. Ce fait a fasciné les astronomes depuis longtemps. L'équipe de recherche soupçonne que c'est plus qu'une simple coïncidence et pourrait être liée à la façon dont les grappes d'étoiles se forment et se développent dans la galaxie.
Un équilibre délicat
Le professeur Akram Hasani Zonoozi, l'un des co-auteurs de l'étude, ajoute: « Cette recherche nous donne une compréhension plus approfondie de la façon dont les groupes d'étoiles se forment et développent et illustre l'équilibre délicat entre la dynamique interne et les forces externes telles que l'attraction gravitationnelle de la voie laiteuse. » Le professeur Hasani vient des IASB et met actuellement ses recherches à l'Université de Bonn.
Cette recherche ne fait pas seulement la lumière sur le cycle de vie des grappes d'étoiles. Les chercheurs ont également démontré à quel point les simulations théoriques modernes peuvent être combinées avec des observations réelles. Il ouvrira de nouvelles possibilités pour comprendre les origines d'autres grappes d'étoiles et les modèles de raffinage qui montrent comment les étoiles et leurs environnements connexes se développent au fil du temps.
