Les astronomes des universités de Tübingen et de Vienne étudient les principes de base de la formation des étoiles.

Comment les étoiles massives se forment est l'une des questions fondamentales de l'astrophysique moderne, car ces étoiles massives régissent le bilan énergétique de leurs galaxies hôtes. A l'aide de simulations numériques, Professeur Wilhelm Kley, Le Dr Rolf Kuiper et le Dr Dominique Meyer de l'Institut d'astronomie et d'astrophysique de l'Université de Tübingen, en collaboration avec le Dr Eduard Vorobyov de l'Institut d'astrophysique de l'Université de Vienne, ont révélé de nouveaux composants de la formation des étoiles massives, qui étaient déjà connus du processus de formation des étoiles de faible masse ainsi que des étoiles primordiales. L'étude a maintenant été publiée dans la revue à comité de lecture Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .

La naissance des étoiles massives est encore un mystère, parce que ces étoiles sont noyées dans un milieu extrêmement dense de gaz et de poussière, dit Rolf Kuiper, le chef du Emmy Noether Research Group for Massive Star Formation, financé par la Fondation allemande pour la recherche (DFG). "Cette enveloppe opaque rend difficile l'observation directe du processus de naissance, même avec les télescopes modernes. En d'autres termes, on voit le berceau dans lequel naissent ces astres, mais nous ne pouvons pas détecter les étoiles elles-mêmes." Par conséquent, les chercheurs ont modélisé le processus de naissance dans une simulation numérique. Pour cet ambitieux, étude coûteuse en calcul, ils ont utilisé des ordinateurs hautes performances dans le cadre de l'initiative bwHPC du Land de Bade-Wurtemberg.

La simulation démarre avec un nuage de gaz et de poussière, qui s'effondre sous sa propre gravité et forme finalement un disque d'accrétion autour de la jeune étoile chaude. Le matériau d'un tel disque tourne autour de l'étoile centrale et transporte lentement du gaz et de la poussière vers elle. Pour la première fois, la résolution de ces simulations était suffisante pour déduire la formation d'amas de haute densité dans le disque gravitationnellement instable. Une fois formé, ces amas commencent à migrer à travers le disque et finalement s'enfoncent dans l'étoile centrale. "Comme jeter des bûches dans une cheminée, ces épisodes de consommation touffue produisent de violentes explosions de luminosité dépassant l'effet collectif de cent mille Soleils, " dit Edouard Vorobyov.

Un processus similaire de sursauts épisodiques de luminosité était déjà connu pour la formation des premières étoiles de l'Univers et pour les étoiles de faible masse comme notre Soleil. La nouvelle enquête suggère maintenant que la formation d'étoiles de toutes sortes et de toutes époques est contrôlée par les mêmes processus universels :« C'est incroyable de voir ces similitudes, comme si la formation des étoiles à toutes les échelles et à toutes les époques était contrôlée par un ADN commun forgé au début de l'Univers, " dit Dominique Meyer, premier auteur de l'étude et post-doc dans le Emmy Noether Group. Les touffes, explique Wilhelm Kley, sont également d'excellents candidats pour la formation de compagnons de type solaire aux étoiles massives :"Ces compagnons influenceront également leur évolution future."

Les résultats aideront à développer de nouvelles stratégies d'observation pour détecter ces explosions de luminosité - et même pour imager directement les amas à haute densité dans les disques d'accrétion autour des très jeunes étoiles massives. Ce sera une tâche pour les installations d'observation modernes telles que l'Atacama Large Millimeter Array (ALMA) de l'Observatoire européen austral (ESO) ou le futur European Extremely Large Telescope (E-ELT).