Au centre de notre galaxie, à proximité immédiate de son trou noir supermassif, est une région secouée par de puissantes forces de marée et baignée d'une intense lumière ultraviolette et de rayons X. Ces conditions difficiles, les astronomes supposent, ne favorise pas la formation d'étoiles, en particulier les étoiles de faible masse comme notre soleil. Étonnamment, de nouvelles observations de l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) suggèrent le contraire.

ALMA a révélé les signes révélateurs de onze étoiles de faible masse se formant dangereusement près - à moins de trois années-lumière - du trou noir supermassif de la Voie lactée, connu des astronomes sous le nom de Sagittaire A* (Sgr A*). A cette distance, les forces de marée entraînées par le trou noir supermassif devraient être suffisamment énergétiques pour déchirer les nuages ​​de poussière et de gaz avant qu'ils ne puissent former des étoiles.

La présence de ces protoétoiles nouvellement découvertes (le stade de formation entre un nuage de gaz dense et un jeune, étoile brillante) suggère que les conditions nécessaires à la naissance d'étoiles de faible masse peuvent exister même dans l'une des régions les plus turbulentes de notre galaxie et peut-être dans des lieux similaires à travers l'univers.

Les résultats sont publiés dans le Lettres de revues astrophysiques .

"Malgré toutes les chances, nous voyons la meilleure preuve à ce jour que des étoiles de faible masse se forment étonnamment près du trou noir supermassif au centre de la Voie lactée, " a déclaré Farhad Yusef-Zadeh, un astronome à l'Université Northwestern à Evanston, Illinois, et auteur principal de l'article. "C'est un résultat vraiment surprenant et qui démontre à quel point la formation d'étoiles peut être robuste, même dans les endroits les plus improbables."

Les données ALMA suggèrent également que ces protoétoiles sont environ 6, 000 ans. "C'est important car c'est la première phase de formation d'étoiles que nous ayons trouvée dans cet environnement hautement hostile, ", a déclaré Yusef-Zadeh.

L'équipe de chercheurs a identifié ces protoétoiles en voyant les "doubles lobes" classiques de matière qui encadrent chacune d'elles. Ces formes cosmiques en forme de sablier signalent les premiers stades de la formation des étoiles. Molécules, comme le monoxyde de carbone (CO), dans ces lobes brillent brillamment dans une lumière de longueur d'onde millimétrique, qu'ALMA peut observer avec une précision et une sensibilité remarquables.

Les protoétoiles se forment à partir de nuages ​​interstellaires de poussière et de gaz. Des poches de matière denses dans ces nuages ​​s'effondrent sous leur propre gravité et se développent en accumulant de plus en plus de gaz formant des étoiles à partir de leurs nuages ​​parents. Une partie de cette matière en chute, cependant, n'arrive jamais à la surface de l'étoile. Au lieu, il est éjecté sous la forme d'une paire de jets à grande vitesse des pôles nord et sud de la protoétoile. Des environnements extrêmement turbulents peuvent perturber la procession normale de matériel sur une protoétoile, tandis que le rayonnement intense - des étoiles massives à proximité et des trous noirs supermassifs - peut faire exploser le nuage parent, contrecarrer la formation de toutes les étoiles sauf les plus massives.

Le centre galactique de la Voie Lactée, avec son trou noir de 4 millions de masse solaire, est situé à environ 26, 000 années-lumière de la Terre en direction de la constellation du Sagittaire. De vastes réserves de poussière interstellaire obscurcissent cette région, le cachant des télescopes optiques. Les ondes radio, y compris la lumière millimétrique et submillimétrique que voit ALMA, sont capables de pénétrer cette poussière, donnant aux radioastronomes une image plus claire de la dynamique et du contenu de cet environnement hostile.

Les observations antérieures d'ALMA de la région entourant Sgr A* par Yusef-Zadeh et son équipe ont révélé plusieurs étoiles infantiles massives estimées à environ 6 millions d'années. Ces objets, connu sous le nom de proplyds, sont des caractéristiques communes dans les régions de formation d'étoiles plus placides, comme la nébuleuse d'Orion. Bien que le centre galactique soit un environnement difficile pour la formation d'étoiles, il est possible pour des noyaux particulièrement denses d'hydrogène gazeux de franchir le seuil nécessaire et de forger de nouvelles étoiles.

Les nouvelles observations ALMA, cependant, a révélé quelque chose d'encore plus remarquable, signes que onze protoétoiles de faible masse se forment à moins de 1 parsec – à peine 3 années-lumière – du trou noir central de la galaxie. Yusef-Zadeh et son équipe ont utilisé ALMA pour confirmer que les masses et les taux de transfert de quantité de mouvement – ​​la capacité des jets de protoétoiles à traverser le matériau interstellaire environnant – sont compatibles avec les jeunes protoétoiles trouvées dans tout le disque de notre galaxie.

"Cette découverte fournit la preuve que la formation d'étoiles a lieu dans des nuages ​​étonnamment proches du Sagittaire A*, " a déclaré Al Wootten de l'Observatoire national de radioastronomie à Charlottesville, Virginie, et co-auteur de l'article. « Bien que ces conditions soient loin d'être idéales, nous pouvons envisager plusieurs voies pour que ces étoiles émergent."

Pour que cela se produise, des forces extérieures devraient comprimer les nuages ​​de gaz près du centre de notre galaxie pour surmonter la nature violente de la région et permettre à la gravité de prendre le dessus et de former des étoiles. Les astronomes pensent que les nuages ​​de gaz à grande vitesse pourraient aider à la formation d'étoiles lorsqu'ils se frayent un chemin à travers le milieu interstellaire. Il est également possible que les jets du trou noir lui-même pénètrent dans les nuages ​​de gaz environnants, comprimant le matériau et déclenchant cette explosion de formation d'étoiles.

"La prochaine étape consiste à regarder de plus près pour confirmer que ces étoiles nouvellement formées sont orbitées par des disques de gaz poussiéreux, " a conclu Mark Wardle, astronome à l'université Macquarie de Sydney, Australie, et co-chercheur au sein de l'équipe. "Si c'est le cas, il est probable que des planètes finiront par se former à partir de ce matériau, comme c'est le cas pour les jeunes étoiles du disque galactique."