Meng Dezhao, titulaire d'un doctorat. Un étudiant de l'Observatoire astronomique du Xinjiang de l'Académie chinoise des sciences, avec ses collaborateurs, a mené une étude systématique de la structure filamentaire au sein du nuage moléculaire G53. En combinant des observations et des simulations sur plusieurs longueurs d'onde, ils ont révélé pour la première fois que le filament subit un « effondrement dominé par ses extrémités » (EDC), un processus qui entraîne la formation d'étoiles. L'article est publié dans Astronomie et astrophysique.
Les structures filamenteuses sont largement présentes dans les nuages moléculaires et leur évolution est étroitement liée à la formation d’étoiles massives. En tant que région active de formation d’étoiles, G53 est un laboratoire idéal pour étudier la dynamique des structures filamentaires.
À l’aide de données multi-longueurs d’onde, notamment NH₃(1,1)/(2,2) provenant du radiotélescope NanShan de 26 mètres et du GRS ¹³CO(1-0), les chercheurs ont mesuré le filament comme ayant une taille d’environ 30 pc × 2 pc, avec un rapport d’aspect élevé d’environ 15, indiquant une morphologie typique du filament allongé.
Une analyse plus approfondie de l'intensité intégrée à la vitesse de ¹³CO (1–0) et de la distribution de la densité de la colonne H₂ a révélé des signatures d'effondrement claires aux deux extrémités du filament, conformes aux prédictions théoriques de l'EDC. Le diagramme position-vitesse de ¹³CO(1–0) montre que dans la partie ouest du filament (G53W), deux amas massifs, C2 et C4, se rapprochent tout en accrétant simultanément la matière environnante. Cette image dynamique corrobore directement les caractéristiques cinématiques de l'effondrement dominé par les extrémités.
Pour valider ces résultats, les chercheurs ont effectué des simulations numériques. Les simulations ont démontré qu'un filament initialement isotherme se fragmente en plusieurs amas en raison de la turbulence, et que ces amas fusionnent ensuite aux extrémités. Cette découverte fournit un solide support théorique au mouvement convergent de C2 et C4.
De plus, les observations des raies moléculaires NH₃ ont détecté un « système hub-filament » (HFS) centré sur l'amas C2 dans la région G53W. Une forte corrélation a été trouvée entre le gradient de vitesse et la dispersion des vitesses dans cette région, indiquant que la convergence de masse est le principal moteur de la turbulence à grande échelle.
Plus important encore, l’amas C2, situé au centre de ce système, présente un taux de formation d’étoiles nettement supérieur à celui des autres régions de G53. Cela démontre le rôle essentiel de cette structure filamentaire particulière dans la concentration du matériau et l’amélioration de l’efficacité de la formation d’étoiles.
Cette étude est la première à révéler systématiquement le scénario complet d'effondrement dominé par les extrémités et de formation d'étoiles ultérieure dans le filament G53 en combinant observations et simulations. Il fournit une étude de cas et une base physique pour comprendre les processus dynamiques dans les environnements massifs de formation d’étoiles.
