Images ALMA de deux nuages moléculaires :N159E-Papillon Nebula (à gauche) et N159W South (à droite). Le rouge et le vert montrent les distributions du gaz moléculaire avec différentes vitesses cartographiées par les émissions de 13CO. La région bleue de la nébuleuse N159E-Papillon montre l'hydrogène gazeux ionisé observé avec le télescope spatial Hubble. La partie bleue dans N159W Sud montre les émissions de particules de poussière obtenues avec ALMA. Crédit :ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Fukui et al./Tokuda et al./NASA-ESA Hubble Space Telescope
Deux nuages gazeux en forme de paon ont été révélés dans le Grand Nuage de Magellan (LMC) par des observations avec l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Une équipe d'astronomes a trouvé plusieurs bébés étoiles massives dans les nuages filamenteux complexes, ce qui s'accorde bien avec les simulations informatiques de collisions géantes de nuages gazeux. Les chercheurs interprètent cela comme signifiant que les filaments et les jeunes étoiles sont des preuves révélatrices d'interactions violentes entre le LMC et le Petit Nuage de Magellan (SMC) il y a 200 millions d'années.
Les astronomes savent que les étoiles se forment dans l'effondrement des nuages dans l'espace. Cependant, les processus de formation des étoiles géantes, 10 fois ou plus massive que le Soleil, ne sont pas bien compris car il est difficile d'emballer une si grande quantité de matière dans une petite région. Certains chercheurs suggèrent que les interactions entre les galaxies fournissent un environnement parfait pour la formation d'étoiles massives. En raison de la gravité colossale, les nuages dans les galaxies sont agités, étiré, et se heurtent souvent les uns aux autres. Une énorme quantité de gaz est comprimée dans une zone inhabituellement petite, qui pourraient former les graines d'étoiles massives.
Une équipe de recherche a utilisé ALMA pour étudier la structure du gaz dense dans N159, une région animée de formation d'étoiles dans le LMC. Grâce à la haute résolution d'ALMA, l'équipe a obtenu une carte détaillée des nuages dans deux sous-régions, N159E-Nébuleuse du Papillon et N159W Sud.
De façon intéressante, les structures nuageuses dans les deux régions se ressemblent beaucoup :des filaments de gaz en forme d'éventail s'étendant vers le nord avec les pivots dans les points les plus au sud. Les observations d'ALMA ont également trouvé plusieurs bébés étoiles massives dans les filaments des deux régions.
Vue d'artiste du processus de formation de nuages en forme de paon. Après la collision de deux nuages (à gauche), des structures filamenteuses compliquées avec un pivot au fond sont formées dans la région limite (centre), et une étoile massive est formée dans la partie dense avec la région ionisée indiquée en bleu (à droite). Crédit :NAOJ
"Il n'est pas naturel que dans deux régions séparées par 150 années-lumière, des nuages avec des formes si similaires se sont formés et que les âges des bébés étoiles sont similaires, " dit Kazuki Tokuda, chercheur à l'Université de la préfecture d'Osaka et à l'Observatoire astronomique national du Japon. "Il doit y avoir une cause commune à ces caractéristiques. L'interaction entre le LMC et le SMC est un bon candidat."
En 2017, Yasuo Fukui, un professeur de l'Université de Nagoya et son équipe ont révélé le mouvement de l'hydrogène gazeux dans le LMC et ont découvert qu'un composant gazeux juste à côté de N159 a une vitesse différente de celle du reste des nuages. Ils ont suggéré une hypothèse selon laquelle le starburst est causé par un flux massif de gaz du SMC au LMC, et que ce flux est né d'une rencontre rapprochée entre les deux galaxies il y a 200 millions d'années.
La paire de nuages en forme de paon dans les deux régions révélées par ALMA cadre bien avec cette hypothèse. Des simulations informatiques montrent que de nombreuses structures filamenteuses se forment en peu de temps après une collision de deux nuages, qui soutient également cette idée.
"Pour la première fois, nous avons découvert un lien entre la formation d'étoiles massives et les interactions avec les galaxies avec des détails très précis, " dit Fukui, l'auteur principal de l'un des articles de recherche. "Il s'agit d'une étape importante dans la compréhension du processus de formation des amas d'étoiles massives dans lesquels les interactions des galaxies ont un impact important."
