Le Sagittaire C est l'un des environnements les plus extrêmes de la galaxie de la Voie lactée. Cette région nuageuse de l'espace se trouve environ 200 années-lumière du trou noir supermassif au centre de notre galaxie. Ici, un nuage massif et dense de gaz et de poussière interstellaires s'est effondré sur des millions d'années pour former des milliers de nouvelles étoiles.
Dans une nouvelle étude, une équipe de scientifiques a utilisé des observations du télescope spatial James Webb de la NASA pour étudier le Sagittaire C dans des détails sans précédent. La recherche a été dirigée par l'Université du Colorado Boulder Astrophysicien John Bally, Samuel Crowe à l'Université de Virginie, Rubén Fedriani à l'Instituto de Astrofísica de Andalucía à Granada et leurs collègues.
Les résultats pourraient aider à résoudre un mystère de longue durée sur les étirements les plus intérieurs de la galaxie, ou ce que les scientifiques appellent la zone moléculaire centrale (CMZ): la région abrite des densités élevées de gaz interstellaire. Alors, pourquoi moins de nouvelles stars sont-elles nées ici que les scientifiques la prédisent autrefois?
Les chercheurs ont découvert que de puissantes lignes de champs magnétiques semblent traverser le Sagittaire C, formant des filaments longs et brillants d'hydrogène chaud qui ressemblent un peu à des nouilles spaghetti – un phénomène qui pourrait ralentir le rythme de la formation d'étoiles dans le gaz environnant.
« C'est dans une partie de la galaxie avec la plus haute densité d'étoiles et des nuages massifs et denses d'hydrogène, d'hélium et de molécules organiques, » a déclaré Bally, professeur au Département des sciences astrophysiques et planétaires de Cu Boulder. « C'est l'une des régions les plus proches que nous connaissons qui ont des conditions extrêmes similaires à celles du jeune univers. »
Lui et ses collègues ont publié leurs conclusions le 2 avril Le journal astrophysique. La recherche fait partie d'une campagne d'observation proposée et dirigée par Crowe, étudiante de premier cycle de quatrième année à l'Université de Virginie, récemment nommée boursière Rhodes.
Et, a noté Crowe, les images surprenantes du télescope Webb montrent Sagittaire C car elle n'a jamais été vue auparavant.
« En raison de ces champs magnétiques, le Sagittaire C a une forme fondamentalement différente, un look différent de toute autre région de formation d'étoiles dans la galaxie du centre galactique, » Dit Crowe.
Pépinières stellaires
La recherche met en lumière les naissances violentes et la mort d'étoiles dans la galaxie de la Voie lactée.
Les étoiles ont tendance à se former dans ce que les scientifiques appellent « nuages moléculaires, » ou des régions d'espace contenant des nuages denses de gaz et de poussière. La pépinière de telle stellaire la plus proche de la Terre réside dans la nébuleuse d'Orion, juste en dessous de la ceinture d'Orion. Là, les nuages moléculaires se sont effondrés sur des millions d'années, formant un groupe de nouvelles étoiles.
Ces sites actifs de formation d'étoiles épellent également leur propre disparition. À mesure que de nouvelles étoiles grandissent, elles commencent à émettre de grandes quantités de rayonnement dans l'espace. Ce rayonnement, à son tour, souffle le nuage environnant, dépouillant la région de la question dont il a besoin pour construire plus de nouvelles étoiles.
« Même le soleil, pensons-nous, s'est formé dans un groupe massif comme celui-ci, » Dit Bally. « Au cours des milliards d'années, toutes nos stars de frère ont dérivé. »
Dans une étude distincte publiée aujourd'hui dans la même revue, Crowe et ses collègues, dont Bally, ont plongé dans la croissance « protostars » formant en Sagittaire. Leurs données révèlent une image détaillée de la façon dont ces jeunes étoiles éjectent le rayonnement et soufflent le gaz et la poussière autour d'eux.
Champs magnétiques
Dans son étude, Bally a exploré l'apparence inhabituelle de Sagittaire C. Il a expliqué que même si la nébuleuse d'Orion a l'air principalement lisse, le Sagittaire C est tout sauf. Le tissage dans et hors de cette région se trouve des dizaines de filaments brillants, quelques années-lumière. Ces filaments sont constitués de plasma, un gaz chaud de particules chargées.
« Nous ne nous attendions certainement pas à ces filaments, » a déclaré Rubén Fedriani, co-auteur de l'étude et chercheur postdoctoral à l'Instituto de Astrofísica de Andalucía en Espagne. « Ce fut une découverte complètement fortuite. »
Bally a noté que le secret des filaments du Sagittaire C et la nature de sa formation d'étoiles se résument probablement aux champs magnétiques.
Un trou noir supermassif avec une masse d'environ quatre millions de fois plus élevé que notre soleil se trouve au centre de la galaxie. Le mouvement de gaz pivotant autour de ce géant peut étirer et amplifier les champs magnétiques environnants. Ces champs, à leur tour, façonnent le plasma en Sagittaire C.
Bally soupçonne que la nébuleuse d'Orion semble beaucoup plus fluide car elle réside dans un environnement magnétique beaucoup plus faible.
Les scientifiques, a-t-il ajouté, savent depuis longtemps que les régions les plus profondes de la galaxie sont un lieu de naissance important pour les nouvelles étoiles. Mais certains calculs ont suggéré que la région devrait produire beaucoup plus de jeunes étoiles que celles observées. Dans la CMZ, les forces magnétiques peuvent être suffisamment fortes pour résister à l'effondrement gravitationnel des nuages moléculaires, limitant le taux de formation de nouvelles étoiles.
Quoi qu'il en soit, le temps de Sagittaire C peut se terminer à sa fin. Les étoiles de la région ont déjà époustouflé une grande partie de son nuage moléculaire, et cette pépinière pourrait disparaître entièrement en quelques centaines de milliers d'années.
« C'est presque la fin de l'histoire, » Dit Bally.
