Image composite ALMA d'une protoétoile massive binaire IRAS 16547-4247. Différentes couleurs montrent les différentes répartitions des particules de poussière (jaune), cyanure de méthyle (CH3CN, rouge), sel (NaCl, vert), et vapeur d'eau chaude (H2O, bleu). Les encarts inférieurs sont les vues rapprochées de chaque composant. La poussière et le cyanure de méthyle sont largement distribués autour du binaire, tandis que le sel et la vapeur d'eau sont concentrés dans le disque autour de chaque protoétoile. Dans l'image grand champ, les jets d'une des protoétoiles, vu comme plusieurs points dans l'image ci-dessus, sont représentés en bleu clair. Crédit :ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tanaka et al.
En utilisant l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), les astronomes ont repéré une paire de bébés étoiles massives poussant dans une soupe cosmique salée. Chaque étoile est entourée d'un disque gazeux qui comprend des molécules de chlorure de sodium, communément appelé sel de table, et de la vapeur d'eau chauffée. Analyser les émissions radio du sel et de l'eau, l'équipe a constaté que les disques tournent en sens inverse. C'est la deuxième détection de sel autour de jeunes étoiles massives, promettant que le sel est un excellent marqueur pour explorer l'environnement immédiat des bébés étoiles géantes.
Il y a des étoiles de masses différentes dans l'univers. Les plus petits n'ont qu'un dixième de la masse du soleil, tandis que les plus gros ont 10 fois ou plus de masse que le soleil. Quelle que soit la masse, toutes les étoiles sont formées dans des nuages cosmiques de gaz et de poussière. Les astronomes ont étudié avec avidité l'origine des étoiles, cependant, le processus de formation des étoiles massives est encore voilé. En effet, les sites de formation des étoiles massives sont situés plus loin de la Terre, et les bébés étoiles massives sont entourées de nuages massifs avec des structures compliquées. Ces deux faits empêchent les astronomes d'obtenir des vues claires des jeunes étoiles massives et de leurs sites de formation.
Une équipe d'astronomes dirigée par Kei Tanaka à l'Observatoire astronomique national du Japon a utilisé le pouvoir d'ALMA pour étudier l'environnement où se forment des étoiles massives. Ils ont observé le jeune binaire massif IRAS 16547-4247. L'équipe a détecté des émissions radio provenant d'une grande variété de molécules. Particulièrement, le chlorure de sodium (NaCl) et l'eau chaude (H2O) se trouvent associés au voisinage immédiat de chaque étoile, c'est à dire., le disque circumstellaire. D'autre part, d'autres molécules comme le cyanure de méthyle (CH3CN), ce qui a été couramment observé dans les études précédentes de jeunes étoiles massives, ont été détectés plus loin, mais ne trace pas bien les structures au voisinage des étoiles.
"Le chlorure de sodium nous est familier comme sel de table, mais ce n'est pas une molécule commune dans l'univers, " dit Tanaka. " Ce n'était que la deuxième détection de chlorure de sodium autour de jeunes étoiles massives. Le premier exemple concernait Orion KL Source I, mais c'est une source si particulière que nous n'étions pas sûrs que le sel soit approprié pour voir des disques de gaz autour des étoiles massives. Nos résultats ont confirmé que le sel est en fait un bon marqueur. Puisque les bébés étoiles gagnent de la masse grâce aux disques, il est important d'étudier le mouvement et les caractéristiques des disques pour comprendre comment les bébés étoiles grandissent."
Une enquête plus approfondie sur les disques montre un indice intéressant sur l'origine de la paire. "Nous avons trouvé un signe provisoire que les disques tournent dans des directions opposées, " explique Yichen Zhang, chercheur au RIKEN. Si les étoiles naissent jumelles dans un grand disque gazeux commun, alors naturellement les disques tournent dans le même sens. "La contre-rotation des disques peut indiquer que ces deux étoiles ne sont pas de véritables jumelles, mais une paire d'étrangers qui se sont formés dans des nuages séparés et appariés plus tard. » Les étoiles massives ont presque toujours des compagnons, et il est donc essentiel d'étudier l'origine des systèmes binaires massifs. L'équipe s'attend à ce que d'autres observations et analyses fournissent des informations plus fiables sur les secrets de leur naissance.
La présence de vapeur d'eau chauffée et de chlorure de sodium, qui ont été libérés par la destruction des particules de poussière, suggère la nature chaude et dynamique des disques autour des énormes bébés étoiles. De façon intéressante, les enquêtes sur les météorites indiquent que le disque du système proto-solaire a également connu des températures élevées au cours desquelles les particules de poussière se sont évaporées. Les astronomes pourront bien tracer ces molécules libérées par les particules de poussière en utilisant le Very Large Array de nouvelle génération, actuellement en cours de planification. L'équipe prévoit qu'elle pourra même obtenir des indices pour comprendre l'origine de notre système solaire en étudiant des disques chauds avec du chlorure de sodium et de la vapeur d'eau chaude.
Les bébés étoiles IRAS 16547-4247 sont situées à 9 500 années-lumière dans la constellation du Scorpion. La masse totale des étoiles est estimée à 25 fois la masse du soleil, entouré d'un gigantesque nuage de masse 10, 000 soleils.
