Image ALMA du système L1448 IRS3B, avec deux jeunes étoiles au centre et une troisième éloignée d'elles. La structure en spirale du disque poussiéreux qui les entoure indique une instabilité du disque, ont dit les astronomes. Crédit :Bill Saxton, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NRAO/AUI/NSF.
Pour la première fois, les astronomes ont vu un disque poussiéreux de matière autour d'une jeune étoile se fragmenter en un système à étoiles multiples. Les scientifiques avaient soupçonné un tel processus, causée par l'instabilité gravitationnelle, était au travail, mais de nouvelles observations avec le Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) et le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) ont révélé le processus en action.
"Ce nouveau travail soutient directement la conclusion qu'il existe deux mécanismes qui produisent des systèmes stellaires multiples :la fragmentation des disques circumstellaires, comme on le voit ici, et la fragmentation du plus grand nuage de gaz et de poussière à partir duquel se forment les jeunes étoiles, " dit John Tobin, de l'Université d'Oklahoma et de l'Observatoire de Leiden aux Pays-Bas.
Les étoiles se forment dans des nuages géants de gaz et de poussière, lorsque le matériau ténu dans les nuages s'effondre gravitationnellement en noyaux plus denses qui commencent à attirer du matériau supplémentaire vers l'intérieur. La matière tombante forme un disque en rotation autour de la jeune étoile. Finalement, la jeune étoile rassemble suffisamment de masse pour créer les températures et les pressions en son centre qui déclencheront des réactions thermonucléaires.
Des études antérieures avaient indiqué que les systèmes stellaires multiples ont tendance à avoir des étoiles compagnes soit relativement proches, à environ 500 fois la distance Terre-Soleil, ou nettement plus éloignés, plus de 1, 000 fois cette distance. Les astronomes ont conclu que les différences de distance résultent de différents mécanismes de formation. Les systèmes plus largement séparés, ils ont dit, se forment lorsque les plus gros nuages se fragmentent par turbulence, et des observations récentes ont soutenu cette idée.
Image combinée ALMA et VLA du système L1448 IRS3B. Crédit :Bill Saxton, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NRAO/AUI/NSF.
On pensait que les systèmes plus proches résultaient de la fragmentation du plus petit disque entourant une jeune protoétoile, mais cette conclusion était basée principalement sur la proximité relative des étoiles compagnes.
"Maintenant, nous avons vu cette fragmentation de disque à l'œuvre, " dit Tobin.
Jeter, Kaitlin Kratter de l'Université de l'Arizona, et leurs collègues ont utilisé ALMA et le VLA pour étudier un jeune système à trois étoiles appelé L1448 IRS3B, situé dans un nuage de gaz dans la constellation de Persée, à 750 années-lumière de la Terre. La plus centrale des jeunes étoiles est séparée des deux autres par 61 et 183 fois la distance Terre-Soleil. Tous les trois sont entourés d'un disque de matériau dont ALMA a révélé qu'il avait une structure en spirale, une caractéristique qui, les astronomes ont dit, indique une instabilité dans le disque.
"Tout ce système est probablement inférieur à 150, 000 ans." Kratter a déclaré. "Notre analyse indique que le disque est instable, et la plus éloignée des trois protoétoiles ne s'est peut-être formée qu'au cours des 10 dernières, 000 à 20, 000 ans, " elle a ajouté.
Vue d'artiste sur le développement du système des étoiles triples. La gauche, disque de fragments matériels en protoétoiles séparées. Droit, le système stellaire résultant. Crédit :Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.
Le système L1448 IRS3B, concluent les astronomes, fournit des preuves d'observation directes que la fragmentation dans le disque peut produire de jeunes systèmes à étoiles multiples très tôt dans leur développement.
"Nous nous attendons maintenant à trouver d'autres exemples de ce processus et espérons savoir à quel point il contribue à la population d'étoiles multiples, " dit Tobin.
Les scientifiques ont présenté leurs découvertes dans l'édition du 27 octobre de la revue La nature .
