Des recherches de suivi sur une image en 2023 de la pépinière stellaire Sagittaire C au cœur de notre galaxie de la Voie lactée, capturée par le télescope spatial James Webb de la NASA, ont révélé des éjections à partir de protostars encore formant et des informations sur l'impact de champs magnétiques forts sur le gaz interstellaire et le cycle de durée de vie.
« Une grande question dans la zone moléculaire centrale de notre galaxie a été, s'il y a tellement de gaz dense et de poussière cosmique ici, et nous savons que les étoiles se forment dans de tels nuages, pourquoi si peu d'étoiles sont-elles nées ici? » a déclaré l'astrophysicien John Bally de l'Université du Colorado Boulder, l'un des principaux enquêteurs. « Maintenant, pour la première fois, nous voyons directement que des champs magnétiques forts peuvent jouer un rôle important dans la suppression de la formation d'étoiles, même à petites échelles. »
Une étude détaillée des étoiles dans cette région bondée et poussiéreuse a été limitée, mais les instruments avancés de Webb proches infrarouges ont permis aux astronomes de voir à travers les nuages pour étudier les jeunes stars comme jamais auparavant.
« L'environnement extrême du centre galactique est un endroit fascinant pour mettre des théories de formation d'étoiles à l'épreuve, et les capacités infrarouges du télescope spatial James Webb de la NASA offrent la possibilité de s'appuyer sur des observations importantes à partir de télescopes au sol comme Alma et Meerkat », a déclaré Samuel Crowe, un autre chercheur principal sur la recherche, un sous-cycle pour l'Université de l'Université de Virginia et un 2025 Rhodes.
Bally et Crowe ont chacun des articles LED publiés dans Le journal astrophysique.
Utilisation d'infrarouge pour révéler des étoiles en formation
Dans le cluster le plus brillant du Sagittaire C, les chercheurs ont confirmé la découverte provisoire du grand réseau de millimètres (Alma) d'Atacama que deux étoiles massives s'y forment. Avec les données infrarouges du télescope spatial Spitzer à la retraite de la NASA et de la mission Sofia (Mission Stratosphérique pour l'astronomie infrarouge), ainsi que l'Observatoire de l'espace Herschel, ils ont utilisé Webb pour déterminer que chacun des protostars massifs est déjà plus de 20 fois la masse du soleil. Webb a également révélé les sorties lumineuses alimentées par chaque protostar.
Encore plus difficile, c'est trouver des protostars de faible masse, encore enveloppés de cocons de poussière cosmique. Les chercheurs ont comparé les données de Webb avec les observations passées d'ALMA pour identifier cinq candidats protostar à faible masse à faible masse.
L'équipe a également identifié 88 caractéristiques qui semblent être choquées de l'hydrogène gazeux, où le matériau explosé en jets de jeunes étoiles a un impact sur le nuage de gaz environnant. L'analyse de ces fonctionnalités a conduit à la découverte d'un nouveau nuage de formation d'étoiles, distinct du cloud principal du Sagittaire C, hébergeant au moins deux protostars alimentant leurs propres jets.
« Les sorties de la formation d'étoiles en Sagittaire C ont été allumées dans les observations passées, mais c'est la première fois que nous sommes en mesure de les confirmer sous la lumière infrarouge. C'est très excitant à voir, car il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas sur la formation des étoiles, en particulier dans la zone moléculaire centrale, et c'est si important pour le fonctionnement de l'univers », a déclaré Crowe.
Champs magnétiques et formation d'étoiles
L'image de Webb en 2023 du Sagittaire C a montré des dizaines de filaments distinctifs dans une région de plasma d'hydrogène chaud entourant le principal nuage de formation d'étoiles. Une nouvelle analyse de Bally et de son équipe les a amenés à émettre l'hypothèse que les filaments sont façonnés par des champs magnétiques, qui ont également été observés dans le passé par les observatoires au sol Alma et Meerkat (anciennement le télescope de tableau Karoo).
« Le mouvement du gaz tourbillonnant dans les forces de marée extrêmes du trou noir supermassif de la Voie lactée, Sagittaire A *, peut étirer et amplifier les champs magnétiques environnants. Ces champs, à leur tour, façonnent le plasma à Sagittarius C », a déclaré Bally.
Les chercheurs pensent que les forces magnétiques du centre galactique peuvent être suffisamment fortes pour empêcher le plasma de se propager, la confinant plutôt dans les filaments concentrés observés dans l'image Webb. Ces champs magnétiques puissants peuvent également résister à la gravité qui entraînerait généralement des nuages denses de gaz et de poussière et forger des étoiles, expliquant le taux de formation d'étoiles inférieur au Sagittaire C.
« Il s'agit d'un domaine passionnant pour les recherches futures, car l'influence de champs magnétiques forts, au centre de notre galaxie ou d'autres galaxies, sur l'écologie stellaire n'a pas été pleinement considéré », a déclaré Crowe.
