L'image de la nébuleuse de la Rosette est basée sur des données obtenues dans le cadre du levé photométrique INT H-Alpha du plan galactique nord, préparé par Nick Wright, Université Keele, au nom de la collaboration IPHAS. Crédit :Nick Wright, Université de Keele
Un trou au cœur d'un magnifique nuage interstellaire en forme de rose a intrigué les astronomes pendant des décennies. Mais de nouvelles recherches, dirigé par l'Université de Leeds, offre une explication de l'écart entre la taille et l'âge de la cavité centrale de la nébuleuse de Rosette et ceux de ses étoiles centrales.
La nébuleuse de la Rosette est située dans la Voie Lactée à environ 5, 000 années-lumière de la Terre et est connue pour sa forme en forme de rose et son trou distinctif en son centre. La nébuleuse est un nuage de poussière interstellaire, hydrogène, l'hélium et d'autres gaz ionisés avec plusieurs étoiles massives trouvées dans un amas en son cœur.
Les vents stellaires et le rayonnement ionisant de ces étoiles massives affectent la forme du nuage moléculaire géant. Mais la taille et l'âge de la cavité observée au centre de la nébuleuse de la Rosette sont trop petits par rapport à l'âge de ses étoiles centrales.
Grâce à des simulations informatiques, les astronomes de Leeds et de l'Université de Keele ont découvert que la formation de la nébuleuse est susceptible d'être dans un nuage moléculaire en forme de feuille mince plutôt que dans une forme sphérique ou en forme de disque épais, comme le suggèrent certaines photographies. Une structure en forme de disque mince du nuage focalisant les vents stellaires loin du centre du nuage expliquerait la taille relativement petite de la cavité centrale.
Auteur principal de l'étude, Dr Christopher Wareing, de l'École de physique et d'astronomie a déclaré:"Les étoiles massives qui composent l'amas central de la nébuleuse de la Rosette ont quelques millions d'années et la moitié de leur cycle de vie. Pendant la durée pendant laquelle leurs vents stellaires auraient couru, vous vous attendriez à une cavité centrale jusqu'à dix fois plus grande.
Visualisation 3D de la nébuleuse simulée, montrant le nuage moléculaire dense en forme de disque en rouge, le vent stellaire ténu s'est éloigné du disque en bleu et les lignes de champ magnétique en gris. Le champ magnétique est d'une importance clé dans la formation d'un disque, pas sphérique, nuage moléculaire. Crédit : C. J. Wareing et al., 2018, MNRAS
« Nous avons simulé la rétroaction du vent stellaire et la formation de la nébuleuse dans divers modèles de nuages moléculaires, y compris une sphère agglutinée, un disque filamenteux épais et un disque mince, tous créés à partir du même nuage atomique initial de faible densité.
"C'était le disque mince qui reproduisait l'apparence physique - la taille de la cavité, forme et alignement du champ magnétique - de la nébuleuse, à un âge compatible avec les étoiles centrales et leurs forces de vent.
"Avoir un modèle qui reproduit si fidèlement l'apparence physique en accord avec les données d'observation, sans vouloir le faire, est assez extraordinaire.
"Nous avons également eu la chance de pouvoir appliquer les données à nos modèles de l'enquête Gaia en cours, car un certain nombre d'étoiles brillantes de la nébuleuse de la Rosette font partie de l'enquête.
Parcourez la simulation de la nébuleuse de la Rosette, perpendiculaire au disque du nuage moléculaire. Le disque du nuage moléculaire (représenté en rouge) focalise clairement le vent de l'étoile centrale (représentée en bleu) loin du nuage et dans les environs du nuage (représenté en vert). Crédit : C. J. Wareing et al., 2018, MNRAS
L'application de ces données à nos modèles nous a permis de mieux comprendre les rôles que jouent les étoiles individuelles dans la nébuleuse de la Rosette. Ensuite, nous examinerons les nombreux autres objets similaires de notre galaxie et verrons si nous pouvons également comprendre leur forme. »
Les simulations, publié aujourd'hui dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society , ont été exécutés à l'aide du centre de calcul de recherche avancée de Leeds. Les neuf simulations ont nécessité environ un demi-million d'heures CPU, soit l'équivalent de 57 ans sur un ordinateur de bureau standard.
Martin Callaghan, membre de l'équipe Advanced Research Computing, a déclaré : « Le fait que les simulations de la nébuleuse de la Rosette auraient pris plus de cinq décennies sur un ordinateur de bureau standard est l'une des principales raisons pour lesquelles nous fournissons de puissants outils de recherche en superinformatique. Ces outils ont permis aux simulations de la nébuleuse de la Rosette d'être effectuées dans une question de quelques semaines."
