Une gigantesque étoile embryonnaire grandit encore, même s'il propulse de vastes panaches de gaz chauds loin de lui, Les astronomes de RIKEN ont trouvé. La découverte pourrait aider à résoudre un mystère persistant sur la façon dont les étoiles massives deviennent si grandes.

Les jeunes protostars prennent du poids en ramassant de la matière à partir d'un disque dense de gaz et de poussière qui tourbillonne autour d'elles (Fig. 1). Mais une fois que les protoétoiles dépassent une certaine taille, une accumulation supplémentaire est entravée par la lumière qu'ils émettent. Cela peut se produire lorsque la lumière ultraviolette retire les électrons des atomes du disque environnant pour produire un plasma ionisé chaud qui s'évapore de l'étoile, un processus appelé écoulement photoévaporatif.

Des calculs théoriques ont suggéré que ce facteur et les facteurs connexes sont trop faibles pour arrêter l'accrétion. Mais il n'y a pas suffisamment de preuves d'observation pour étayer cela, notamment parce que les protoétoiles les plus massives sont rares et très éloignées de la Terre.

Yichen Zhang du RIKEN Star and Planet Formation Laboratory et ses collègues ont maintenant étudié une protoétoile connue sous le nom de G45.47+0.05 à l'aide de l'observatoire radio ALMA au Chili et de l'observatoire radio VLA au Nouveau-Mexique. Ils ont recherché les ondes radio et les micro-ondes émises lorsqu'un électron se situe entre deux niveaux d'énergie dans un atome d'hydrogène et lorsque les électrons diffusent des ions positifs sans être capturés, deux signes révélateurs qu'un gaz est ionisé.

Les chercheurs ont identifié ces signaux à l'intérieur d'une région en forme de sablier s'étendant vers l'extérieur de la protoétoile. Leurs observations ont montré que le gaz atteint des températures d'environ 10, 000 degrés Celsius et se déplace à environ 30 kilomètres par seconde. Cela suggère que la région en forme de sablier est remplie de gaz ionisé qui a été lancé loin du disque de la protoétoile par ionisation entraînée par la lumière.

"Il s'agit de la première détection robuste d'un écoulement photoévaporatif résolu entraîné par une étoile très massive en formation, " dit Zhang. " La structure de sortie est clairement résolue, ce qui nous permet de scruter la distribution matérielle et la dynamique de ces sorties."

La protoétoile est déjà 30 à 50 fois plus massive que notre Soleil, mais l'équipe a trouvé une structure de jet plus étroite dans le sablier qui indique qu'il continue de croître. "Ce jet à grande vitesse serait entraîné magnétiquement par le disque d'accrétion, et est donc la preuve que l'accrétion est en cours, " dit Zhang.

Les chercheurs étudieront G45 plus en détail pour comprendre comment le flux sortant ionisé interagit avec son environnement. Ils chercheront également d'autres exemples de protoétoiles avec des sorties similaires.