Image du complexe nuageux de Rho Ophiuchi, la région de formation d’étoiles la plus proche de la Terre. Cette étude révèle que les étoiles nouvellement nées à Rho Ophiuchi n’ont pas encore commencé à se séparer et que le nuage progéniteur les maintient toujours ensemble. Crédit : NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (STScI)
Une technique récemment développée pour estimer l’âge révèle des résultats surprenants sur la formation et la séparation des jeunes étoiles.
Une équipe d’astrophysiciens dirigée par Núria Miret-Roig de l’Université de Vienne a découvert que deux méthodes permettant de déterminer l’âge des étoiles mesurent des choses différentes : la mesure isochrone détermine ainsi la date de naissance des étoiles, tandis que le suivi dynamique fournit des informations sur le moment où les étoiles « quittent leur nid », environ 5,5 millions d’années plus tard dans les amas d’étoiles étudiés.
L’étude, qui permet de déterminer les premières étapes de la vie d’une étoile, est actuellement publiée dans la revue scientifique Astronomie naturelle.
L’âge des étoiles est un paramètre fondamental en astrophysique, mais il reste encore relativement difficile à mesurer. Les meilleures approximations jusqu’à présent concernent ce que l’on appelle les amas d’étoiles, c’est-à-dire des groupes d’étoiles du même âge ayant une origine commune. L’âge de six amas d’étoiles jeunes et relativement proches a été analysé dans le cadre d’une étude menée à l’Institut d’astrophysique de l’Université de Vienne.
Il a été constaté que deux des méthodes les plus fiables pour déterminer l’âge des étoiles – la mesure isochrone et le tracé dynamique – étaient systématiquement et systématiquement différentes : selon la méthode du tracé dynamique, les étoiles étaient chacune environ 5,5 millions d’années plus jeunes qu’avec la mesure isochrone.
Quand l’horloge commence à tourner
« Cela indique que les deux méthodes de mesure mesurent des choses différentes », explique l’astrophysicienne Núria Miret-Roig de l’Université de Vienne, première auteure de l’étude.
Selon la nouvelle étude, « l’horloge » isochrone commence à tourner à partir du moment de la formation de l’étoile, mais « l’horloge » du retour en arrière dynamique ne commence à tourner que lorsqu’un amas d’étoiles commence à s’étendre après avoir quitté son nuage parent.
« Cette découverte a des implications significatives pour notre compréhension de la formation et de l’évolution des étoiles, y compris la formation des planètes et la formation des galaxies, et ouvre une nouvelle perspective sur la chronologie de la formation des étoiles. Par exemple, la durée de la « phase intégrée », pendant laquelle les bébés étoiles restent dans le nuage de gaz parental, peut être estimée », explique João Alves, co-auteur et professeur à l’Université de Vienne.
Mesurer combien de temps les bébés étoiles restent dans le nid
« Cette différence d’âge entre les deux méthodes représente un nouvel outil indispensable pour quantifier les premières étapes de la vie d’une étoile », explique Alves. « Plus précisément, nous pouvons l’utiliser pour mesurer combien de temps mettent les bébés étoiles avant de quitter leur nid. »
Les mesures ont été rendues possibles grâce aux données à haute résolution de la mission spéciale Gaia en conjonction avec les vitesses radiales au sol (par exemple du catalogue APOGEE). « Cette combinaison nous permet de retracer la position des étoiles jusqu’à leur lieu de naissance grâce à la précision de vitesses 3D », explique Miret-Roig.
De nouvelles études spectroscopiques à venir telles que WEAVE, 4MOST et SDSS-V rendront cette enquête possible pour l’ensemble du voisinage solaire.
Différence déroutante
« Les astronomes utilisent les âges isochrones depuis aussi longtemps que nous connaissons le fonctionnement des étoiles, mais ces âges dépendent du modèle stellaire particulier que nous utilisons », explique Miret-Roig. « Les données de haute qualité du satellite Gaia nous permettent désormais de mesurer les âges de manière dynamique, indépendamment des modèles stellaires, et nous étions ravis de synchroniser les deux horloges. » Cependant, lors des calculs, une différence constante et surprenante est apparue entre les deux méthodes de détermination de l’âge.
« Et finalement, nous avons atteint un point où nous ne pouvions plus attribuer cet écart à des erreurs d’observation. C’est à ce moment-là que nous avons réalisé que les deux horloges mesuraient très probablement deux choses différentes », explique l’astrophysicien.
Pour l’étude, l’équipe de recherche a analysé six amas d’étoiles jeunes et proches (jusqu’à 490 années-lumière et âgés de 50 millions d’années). L’échelle de temps de la phase intégrée s’est avérée être d’environ 5,5 millions d’années (plus/moins 1,1 million d’années) et pourrait dépendre de la masse de l’amas d’étoiles et de la quantité de rétroaction stellaire.
L’application de cette nouvelle technique à d’autres amas d’étoiles jeunes et proches promet de nouvelles perspectives sur le processus de formation des étoiles et la dérive des étoiles, espère Miret-Roig : « Nos travaux ouvrent la voie à de futures recherches sur la formation des étoiles et fournissent une image plus claire de la manière dont les étoiles se forment. les étoiles et les amas d’étoiles évoluent. Il s’agit d’une étape importante dans notre effort pour comprendre la formation du voie Lactée et d’autres galaxies.
Cette publication a été cofinancée par l’Union européenne (ERC, ISM-FLOW, 101055318, PI : J. Alves). Toutefois, les points de vue et opinions exprimés sont uniquement ceux du ou des auteurs et ne reflètent pas nécessairement ceux de l’Union européenne ou du Conseil européen de la recherche. Ni l’Union européenne ni l’autorité qui l’accorde ne peuvent en être tenues responsables.
