Illustration d'un amas d'étoiles formé à partir de la collision de nuages moléculaires turbulents, qui apparaissent comme des ombres sombres devant le champ d'étoiles galactiques en arrière-plan. Crédit :NASA/SOFIA/Lynette Cook
Le soleil, comme toutes les étoiles, est né dans un nuage froid géant de gaz moléculaire et de poussière. Il a peut-être eu des dizaines voire des centaines de frères et sœurs stellaires – un amas d'étoiles – mais ces premiers compagnons sont maintenant dispersés dans toute notre galaxie de la Voie lactée. Bien que les vestiges de cet événement de création particulier se soient dispersés depuis longtemps, le processus de naissance des étoiles se poursuit aujourd'hui dans notre galaxie et au-delà. Les amas d'étoiles sont conçus au cœur de nuages optiquement sombres où les premières phases de formation ont historiquement été cachées à la vue. Mais ces froids, les nuages poussiéreux brillent dans l'infrarouge, ainsi des télescopes comme l'Observatoire stratosphérique d'astronomie infrarouge, SOFIA, peut commencer à révéler ces secrets de longue date.
Les modèles traditionnels prétendent que la force de gravité peut être seule responsable de la formation d'étoiles et d'amas d'étoiles. Des observations plus récentes suggèrent que les champs magnétiques, turbulence, ou les deux sont également impliqués et peuvent même dominer le processus de création. Mais qu'est-ce qui déclenche les événements qui conduisent à la formation d'amas d'étoiles ?
Les astronomes utilisant l'instrument SOFIA, le récepteur allemand pour l'astronomie aux fréquences térahertz, connu comme GRAND, ont trouvé de nouvelles preuves que les amas d'étoiles se forment à la suite de collisions entre des nuages moléculaires géants.
Les résultats ont été publiés dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .
"Les étoiles sont alimentées par des réactions nucléaires qui créent de nouveaux éléments chimiques, " a déclaré Thomas Bisbas, chercheur postdoctoral à l'Université de Virginie, Charlottesville, Virginie, et l'auteur principal de l'article décrivant ces nouveaux résultats. "L'existence même de la vie sur terre est le produit d'une étoile qui a explosé il y a des milliards d'années, mais nous ne savons toujours pas comment ces étoiles, y compris notre propre soleil, se forment."
Illustration des nuages moléculaires entourés d'enveloppes atomiques, en vert, qui ont été détectés par SOFIA via l'émission de carbone ionisé. Le décalage spatial et les mouvements de ces enveloppes confirment les prédictions des simulations de collisions nuageuses. Crédit :NASA/SOFIA/Lynette Cook
Les chercheurs ont étudié la distribution et le mouvement du carbone ionisé autour d'un nuage moléculaire où les étoiles peuvent se former. Il semble y avoir deux composants distincts du gaz moléculaire entrant en collision à des vitesses supérieures à 20, 000 milles à l'heure. La distribution et la vitesse des gaz moléculaires et ionisés sont cohérentes avec les simulations de collisions de nuages, qui indiquent que des amas d'étoiles se forment lorsque le gaz est comprimé dans l'onde de choc créée lors de la collision des nuages.
"Ces modèles de formation d'étoiles sont difficiles à évaluer par observation, " a déclaré Jonathan Tan, professeur à l'Université de technologie Chalmers de Göteborg, Suède, et l'Université de Virginie, et un chercheur principal sur le papier. "Nous sommes à un point fascinant du projet, où les données que nous obtenons avec SOFIA peuvent vraiment tester les simulations."
Bien qu'il n'y ait pas encore de consensus scientifique sur le mécanisme responsable de la création d'amas d'étoiles, ces observations de SOFIA ont aidé les scientifiques à franchir une étape importante pour élucider le mystère. Ce domaine de recherche reste actif, et ces données fournissent des preuves cruciales en faveur du modèle de collision. Les auteurs s'attendent à ce que les observations futures testent ce scénario pour déterminer si le processus de collision des nuages est unique à cette région, plus répandu, ou même un mécanisme universel de formation d'amas d'étoiles.
"Notre prochaine étape consiste à utiliser SOFIA pour observer un plus grand nombre de nuages moléculaires qui forment des amas d'étoiles, " a ajouté Tan. " Ce n'est qu'alors que nous pourrons comprendre à quel point les collisions de nuages sont courantes pour déclencher la naissance d'étoiles dans notre galaxie. "
Le SOFIA est un avion de ligne Boeing 747SP modifié pour transporter un télescope de 106 pouces de diamètre.
