Hubble montre que les sorties torrentielles d’étoiles en bas âge ne peuvent pas les empêcher de grandir – Technoguide

Bien que notre galaxie soit une immense ville d’au moins 200 milliards d’étoiles, les détails de leur formation restent en grande partie enveloppés de mystère.

Les scientifiques savent que les étoiles se forment à partir de l’effondrement d’énormes nuages ​​d’hydrogène qui sont pressés par gravité au point où la fusion nucléaire s’enflamme. Mais seulement environ 30% de la masse initiale du nuage se transforme en étoile nouveau-née. Où va le reste de l’hydrogène au cours d’un processus aussi terriblement inefficace?

On a supposé qu’une étoile nouvellement formée soufflait beaucoup de gaz chauds à travers des jets sortants en forme de sabre laser et des vents ressemblant à des ouragans lancés depuis le disque encerclant par de puissants champs magnétiques. Ces feux d’artifice devraient étouffer la croissance de l’étoile centrale. Mais une nouvelle enquête Hubble complète montre que cette explication la plus courante ne semble pas fonctionner, laissant les astronomes perplexes.

Les chercheurs ont utilisé des données précédemment collectées auprès des télescopes spatiaux Hubble et Spitzer de la NASA et du télescope spatial Herschel de l’Agence spatiale européenne pour analyser 304 étoiles en développement, appelées proto-étoiles, dans le complexe d’Orion, la principale région de formation d’étoiles la plus proche de la Terre. (Spitzer et Herschel ne sont plus opérationnels).

Dans cette plus grande enquête jamais réalisée sur les étoiles naissantes à ce jour, les chercheurs découvrent que le dégagement de gaz par l’écoulement d’une étoile n’est peut-être pas aussi important pour déterminer sa masse finale que les théories conventionnelles le suggèrent. L’objectif des chercheurs était de déterminer si les sorties stellaires arrêtaient l’infusion de gaz sur une étoile et l’empêchaient de croître.

Au lieu de cela, ils ont constaté que les cavités du nuage de gaz environnant sculptées par l’écoulement d’une étoile en formation ne se développaient pas régulièrement à mesure qu’elles mûrissaient, comme le proposent les théories.

“Dans un modèle de formation stellaire, si vous commencez avec une petite cavité, alors que la protoétoile évolue rapidement, son écoulement crée une cavité de plus en plus grande jusqu’à ce que le gaz environnant soit finalement soufflé, laissant une étoile isolée”, a expliqué le chercheur principal. Nolan Habel de l’Université de Toledo dans l’Ohio.

“Nos observations indiquent qu’il n’y a pas de croissance progressive que nous pouvons trouver, donc les cavités ne se développent pas tant qu’elles ne poussent pas toute la masse dans le nuage. Donc, il doit y avoir un autre processus en cours qui élimine le gaz qui ne ne finit pas dans l’étoile. “

Les résultats de l’équipe seront publiés dans un prochain numéro de The Astrophysical Journal.

Une star est née

Au cours de la phase de naissance relativement brève d’une étoile, qui ne dure qu’environ 500000 ans, l’étoile se gonfle rapidement en masse. Ce qui devient désordonné, c’est que, à mesure que l’étoile grandit, elle lance un vent, ainsi qu’une paire de jets rotatifs de type arroseur de pelouse qui partent dans des directions opposées. Ces sorties commencent à ronger le nuage environnant, créant des cavités dans le gaz.

Les théories populaires prédisent qu’à mesure que la jeune étoile évolue et que les sorties se poursuivent, les cavités s’élargissent jusqu’à ce que tout le nuage de gaz autour de l’étoile soit complètement repoussé. Avec son réservoir d’essence vide, l’étoile arrête d’accumuler de la masse – en d’autres termes, elle cesse de grandir.

Pour rechercher la croissance de la cavité, les chercheurs ont d’abord trié les protoétoiles par âge en analysant les données Herschel et Spitzer du flux lumineux de chaque étoile. Les protostars dans les observations de Hubble ont également été observés dans le cadre du Herschel Orion Protostar Survey du télescope Herschel.

Ensuite, les astronomes ont observé les cavités en lumière proche infrarouge avec la caméra proche infrarouge de Hubble, le spectromètre multi-objets et la caméra grand champ 3. Les observations ont été prises entre 2008 et 2017. Bien que les étoiles elles-mêmes soient enveloppées de poussière, elles émettent un rayonnement puissant. qui frappe les parois de la cavité et disperse les grains de poussière, éclairant les interstices des enveloppes gazeuses en lumière infrarouge.

Les images de Hubble révèlent les détails des cavités produites par les protoétoiles à différents stades d’évolution. L’équipe de Habel a utilisé les images pour mesurer les formes des structures et estimer les volumes de gaz évacués pour former les cavités. À partir de cette analyse, ils ont pu estimer la quantité de masse qui avait été effacée par les explosions des étoiles.

“Nous constatons qu’à la fin de la phase protostellaire, où la majeure partie du gaz est tombée du nuage environnant sur l’étoile, un certain nombre de jeunes étoiles ont encore des cavités assez étroites”, a déclaré Tom Megeath, membre de l’équipe de l’Université de Tolède. “Donc, cette image qui est encore communément tenue de ce qui détermine la masse d’une étoile et de ce qui arrête l’infusion de gaz est que cette cavité de sortie croissante ramasse tout le gaz. Cela a été assez fondamental pour notre idée de la façon dont la formation d’étoiles continue, mais cela ne semble tout simplement pas correspondre aux données ici. “

Les futurs télescopes tels que le futur télescope spatial James Webb de la NASA sonderont plus en profondeur le processus de formation d’une protostar. Les observations spectroscopiques Webb observeront les régions internes des disques entourant les protoétoiles en lumière infrarouge, à la recherche de jets dans les sources les plus récentes. Webb aidera également les astronomes à mesurer le taux d’accrétion du matériau du disque sur l’étoile et à étudier comment le disque interne interagit avec l’écoulement.

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