Les scientifiques ont créé la carte tridimensionnelle la plus précise des régions de formation d'étoiles dans notre galaxie de la Voie lactée, basée sur les données du télescope spatial Gaia de l'Agence spatiale européenne. Cette carte nous apprendra davantage sur ces zones nuageuses obscures et les jeunes stars chaudes qui les façonnent.
Il est notoirement difficile de cartographier et d'étudier les régions dans l'espace où les étoiles se forment parce qu'elles sont généralement cachées à la vue par des nuages épais de gaz et de poussière, dont les distances ne peuvent pas être directement mesurées.
Gaia ne peut pas voir ces nuages directement, mais il peut mesurer les positions stellaires et la soi-disant « extinction » des étoiles. Cela signifie qu'il peut voir à quel point la lumière des étoiles est bloquée par la poussière. À partir de cela, les scientifiques peuvent créer des cartes 3D montrant où se trouve la poussière et utiliser ces cartes pour déterminer la quantité d'hydrogène de gaz ionisé – un signe révélateur de la formation d'étoiles.
Extrêmement brillant et jeunes stars
La nouvelle carte 3D des régions de formation d'étoiles de la Voie lactée est basée sur des observations GAIA de 44 millions d'étoiles « ordinaires » et de 87 étoiles de type O. La carte s'étend à une distance de 4000 années-lumière de nous, avec le soleil au centre.
O Les étoiles sont des étoiles rares: elles sont jeunes, massives et extrêmement brillantes et chaudes. Ils brillent brillants dans une lumière ultraviolette. Ces rayons légers sont si énergiques qu'ils peuvent dépouiller les électrons des atomes d'hydrogène lorsqu'ils les frappent. De cette façon, ils « ionisent » l'hydrogène gazeux autour des étoiles chaudes, ce qui signifie qu'il devient un mélange de particules chargées. C'est une façon dont les astronomes peuvent identifier les régions de l'espace où les étoiles sont nées.
De nombreux télescopes ont observé ces régions, nous avons donc une bonne idée de ce à quoi elles ressemblent de notre point de vue. Mais personne ne savait vraiment à quoi ils ressemblent en trois dimensions ou d'un point de vue extérieur.
La voie lactée d'en haut
Imaginez que vous regardez la voie lactée depuis une autre galaxie. Aucun vaisseau spatial ne peut voyager au-delà de notre galaxie, nous ne pouvons donc pas prendre de photo réelle. Heureusement, la mission GAIA crée la carte multidimensionnelle la plus précise de la voie lactée, donnant aux astronomes les données pour déduire à quoi cela ressemblerait.
Les cartes du ciel de Gaia – dans les trois coordonnées spatiales (3D) plus trois vitesses (se déplaçant vers nous et loin de nous, et à travers le ciel) – ont révélé les mouvements précis et les positions de millions d'étoiles voisines. Avec cela, le télescope a déjà révolutionné notre vision du quartier solaire, permettant aux scientifiques de cartographier de manière globale les étoiles et le matériel interstellaire près du soleil d'une manière qu'ils n'ont pas pu faire auparavant.
« Gaia fournit la première vue précise de ce à quoi ressemblerait notre section de la Voie lactée », explique Lewis McCallum, astronome de l'Université de St Andrews, Royaume-Uni, et premier auteur de deux articles scientifiques expliquant le nouveau modèle 3D. Les études sont publiées dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
« Il n'y a jamais eu de modèle de distribution du gaz ionisé de la manière laiteuse locale qui correspond si bien aux observations du ciel par d'autres télescopes. C'est pourquoi nous sommes convaincus que notre vue descendante et nos films à la mouche sont une bonne approximation de ce à quoi ressembleraient ces nuages en 3D. »
La nouvelle carte de McCallum comprend des vues en 3D sur la nébuleuse de gomme, la nébuleuse nord-américaine, la nébuleuse de Californie et la superbubble Orion-Eridanus. Il nous permet de voler, à travers et au-dessus de ces zones contenant des pépinières stellaires.
Cavité géante de la matière interstellaire
Avec la carte, les scientifiques peuvent en savoir plus sur la façon dont les étoiles O géantes dynamisent le gaz dans notre galaxie et à quel point leur influence atteint son influence. McCallum et ses collègues ont déjà remarqué que certains des nuages dans les régions de formation d'étoiles semblent s'être ouverts, et des cours d'eau de gaz et de poussière se sont probablement évacués dans une cavité géante.
« Cette carte montre bien comment le rayonnement des étoiles massifs ionise le milieu interstellaire environnant et comment la poussière et le gaz interagissent avec ce rayonnement. Le modèle 3D fournit un aperçu détaillé des processus qui façonnent notre environnement galactique local et aident les astronomes à comprendre les interactions entre les composants chauds et froids de l'univers local », a expliqué Sasha Zeegers, Fearch Fellow et un expert sur l'univers interstellaire.
À l'avenir, cette carte s'étendra sur une zone encore plus grande de la Voie lactée. « Cela nécessitait une énorme puissance de calcul pour générer la carte à » juste « 4000 années-lumière du soleil en haute résolution. Nous espérons que la carte pourra être élargie une fois que Gaia a publié son nouvel ensemble de données », explique McCallum.
« Les mesures de distance de Gaia des étoiles chaudes à proximité et les cartes 3D de la poussière – obtenues à partir de la mesure de l'extinction et des positions de millions d'étoiles ordinaires utilisant des données Gaia – sont à la fois des ingrédients cruciaux de cette nouvelle carte. La quatrième version des données de Gaia comprendra des données de meilleure qualité et de meilleure qualité, ce qui permet de faire avancer davantage nos connaissances sur les régions des étoiles, » confirme JOHANNES SAHLANN, OSA'SA REGIONS SCIERIST.
