Salle d'accouchement cosmique :Cette photo montre Barnard 59, partie d'un vaste nuage sombre de poussière interstellaire appelé la nébuleuse de la Pipe. Le système proto-binaire [BHB2007] 11 étudié avec des images haute résolution est noyé dans des nuages denses, mais peut être observé à de plus grandes longueurs d'onde avec le radiotélescope ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Crédit :ESO
Les étoiles naissent au milieu de gros nuages de gaz et de poussière. Les densifications locales forment d'abord des « embryons, " qui collectent ensuite de la matière et grandissent. Mais comment fonctionne exactement ce processus d'accrétion ? Et que se passe-t-il lorsque deux étoiles se forment dans un disque de matière ? Des images haute résolution d'un jeune système binaire stellaire révèlent pour la première fois un réseau complexe d'accrétion filaments nourrissant deux protoétoiles au centre du disque circumbinaire. Avec ces observations, une équipe internationale d'astronomes dirigée par l'Institut Max Planck de physique extraterrestre a pu identifier un processus d'accrétion à deux niveaux, disque circumbinaire au disque circumstellaire aux étoiles, contraindre les conditions conduisant à la formation et à l'évolution des systèmes d'étoiles binaires.
La plupart des étoiles de l'univers se présentent sous la forme de paires – binaires – ou même de systèmes stellaires multiples. Maintenant, la formation d'un tel système d'étoiles binaires a été observée pour la première fois avec des images ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) à haute résolution. Une équipe internationale d'astronomes dirigée par le Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics a ciblé le système [BHB2007] 11, le plus jeune membre d'un petit groupe de jeunes objets stellaires dans le noyau de Barnard 59 dans le nuage moléculaire de la nébuleuse de la Pipe. Alors que les observations précédentes montraient une enveloppe d'accrétion entourant un disque circumbinaire, les nouvelles observations révèlent maintenant aussi sa structure interne.
"On voit deux sources compactes, que nous interprétons comme des disques circumstellaires autour des deux jeunes étoiles, " explique Felipe Alves de MPE, qui a dirigé l'étude. "La taille de chacun de ces disques est similaire à la ceinture d'astéroïdes de notre système solaire, et leur distance mutuelle est d'environ 28 fois la distance entre la Terre et le Soleil. qui montre un réseau complexe de structures de poussières réparties en spirales. La forme des filaments suggère des banderoles de matériau tombant, ce qui est confirmé par l'observation des raies d'émission moléculaire.
Un zoom sur le disque partagé :cette observation d' ALMA montre que le système proto-binaire [BHB2007] 11 est entouré de filaments de poussière, où la jeune étoile méridionale (plus brillante) accumule plus de matière. Crédit :MPE
L'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) a capturé cette image sans précédent de deux disques circumstellaires, où grandissent les bébés étoiles, se nourrir avec du matériel provenant de leur disque de naissance environnant. Le réseau complexe de structures de poussière réparties en spirales rappelle les boucles d'un bretzel. Ces observations jettent un nouvel éclairage sur les premières phases de la vie des étoiles et aident les astronomes à déterminer les conditions dans lesquelles naissent les étoiles binaires. Crédit :ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Alves et al.
"C'est un résultat très important, " dit Paola Caselli, directeur et MPE et chef du centre d'études astrochimiques. "Nous avons enfin imagé la structure complexe des jeunes étoiles binaires, avec leurs "filaments d'alimentation" les reliant au disque circumbinaire. Cela fournit des contraintes importantes pour les modèles actuels de formation d'étoiles."
Les astronomes interprètent les filaments comme des streamers d'afflux du disque circumbinaire étendu, où le disque circumstellaire autour de la moins massive des deux protoétoiles reçoit plus d'entrée, conforme aux prévisions théoriques. Le taux d'accrétion estimé n'est que d'environ 0,01 masse de Jupiter par an, ce qui concorde avec les taux estimés pour d'autres systèmes protostellaires. De la même manière que le disque circumbinaire alimente les disques circumstellaires, chaque disque circumstellaire alimente la protoétoile en son centre. Au niveau disque-étoile cependant, le taux d'accrétion déduit des observations est plus élevé pour l'objet le plus massif. L'observation de l'émission d'un jet radio étendu pour l'objet nord confirme ce résultat, ce qui est une indication indépendante que cette protoétoile accumule en effet plus de matière.
"Nous nous attendons à ce que ce processus d'accrétion à deux niveaux entraîne la dynamique du système binaire pendant sa phase d'accrétion de masse, " dit Alves. " Alors que le bon accord de ces observations avec la théorie est déjà très prometteur, nous devrons étudier en détail plus de jeunes systèmes binaires pour contraindre davantage les conditions qui conduisent à la multiplicité stellaire."
