Le télescope spatial James Webb de la NASA est encore à plus d'un an du lancement, mais le télescope Gemini South au Chili a donné aux astronomes un aperçu de ce que l'observatoire en orbite devrait fournir.

À l'aide d'une caméra optique adaptative à grand champ qui corrige la distorsion de l'atmosphère terrestre, Patrick Hartigan et Andrea Isella de l'Université Rice et Turlough Downes de l'Université de la ville de Dublin ont utilisé le télescope de 8,1 mètres pour capturer des images dans le proche infrarouge de la nébuleuse Carina avec la même résolution que celle attendue du télescope Webb.

Hartigan, Isella et Downes décrivent leur travail dans une étude publiée en ligne cette semaine dans Lettres de revues astrophysiques . leurs images, réunis pendant 10 heures en janvier 2018 à l'observatoire international Gemini, un programme du NOIRLab de la National Science Foundation, montrer une partie d'un nuage moléculaire d'environ 7, 500 années-lumière de la Terre. Toutes les étoiles, y compris le soleil de la Terre, sont pensés pour se former dans les nuages ​​moléculaires.

"Les résultats sont bluffants, " a déclaré Hartigan. "Nous voyons une multitude de détails jamais observés auparavant le long du bord du nuage, comprenant une longue série de crêtes parallèles pouvant être produites par un champ magnétique, une remarquable onde sinusoïdale presque parfaitement lisse et des fragments au sommet qui semblent être en train d'être cisaillés du nuage par un vent fort."

Les images montrent un nuage de poussière et de gaz dans la nébuleuse de la Carine connue sous le nom de Mur occidental. La surface du nuage s'évapore lentement dans la lueur intense du rayonnement d'un amas voisin de jeunes étoiles massives. Le rayonnement fait briller l'hydrogène avec une lumière proche infrarouge, et des filtres spécialement conçus ont permis aux astronomes de capturer des images séparées de l'hydrogène à la surface du nuage et de l'hydrogène qui s'évaporait.

Un filtre supplémentaire capte la lumière des étoiles réfléchie par la poussière, et en combinant les images permis Hartigan, Isella et Downes pour visualiser comment le cloud et le cluster interagissent. Hartigan a déjà observé le Mur occidental avec d'autres télescopes NOIRLab et a déclaré qu'il s'agissait d'un choix de premier ordre pour suivre le système d'optique adaptative de Gemini.

"Cette région est probablement le meilleur exemple dans le ciel d'une interface irradiée, " a-t-il dit. " Les nouvelles images de celui-ci sont tellement plus nettes que tout ce que nous avons vu auparavant. Ils fournissent la vision la plus claire à ce jour de la façon dont les jeunes étoiles massives affectent leur environnement et influencent la formation des étoiles et des planètes."

Les images des régions de formation d'étoiles prises depuis la Terre sont généralement brouillées par les turbulences dans l'atmosphère. Placer des télescopes en orbite élimine ce problème. Et l'une des photographies les plus emblématiques du télescope spatial Hubble, Les "Piliers de la création" de 1995, " a capturé la grandeur des colonnes de poussière dans une région de formation d'étoiles. Mais la beauté de l'image démentait la faiblesse de Hubble pour l'étude des nuages ​​moléculaires.

"Hubble fonctionne à des longueurs d'onde optiques et ultraviolettes qui sont bloquées par la poussière dans des régions de formation d'étoiles comme celles-ci, " a déclaré Hartigan.

Parce que la lumière proche infrarouge pénètre les couches externes de poussière dans les nuages ​​moléculaires, les caméras dans le proche infrarouge comme le Gemini South Adaptive Optics Imager peuvent voir ce qui se trouve en dessous. Contrairement aux caméras infrarouges traditionnelles, L'imageur de Gemini South utilise "un miroir qui change de forme pour corriger le miroitement dans notre atmosphère, " a déclaré Hartigan. Le résultat :des photos avec une résolution environ 10 fois supérieure à celle des images prises à partir de télescopes au sol qui n'utilisent pas d'optique adaptative.

Mais l'atmosphère provoque plus que du flou. Vapeur d'eau, le dioxyde de carbone et d'autres gaz atmosphériques absorbent certaines parties du spectre proche infrarouge avant qu'il n'atteigne le sol.

"De nombreuses longueurs d'onde du proche infrarouge ne seront visibles qu'à partir d'un télescope spatial comme le Webb, " a déclaré Hartigan. "Mais pour les longueurs d'onde du proche infrarouge qui atteignent la surface de la Terre, l'optique adaptative peut produire des images aussi nettes que celles acquises depuis l'espace."

Les avantages de chaque technique sont de bon augure pour l'étude de la formation des étoiles, il a dit.

« Des structures comme le Mur occidental vont être de riches terrains de chasse pour les télescopes Webb et au sol avec une optique adaptative comme Gemini South, " a déclaré Hartigan. "Chacun percera les linceuls de poussière et révélera de nouvelles informations sur la naissance des étoiles."