Crédit :Habart et al./W. Observatoire M. Keck
Les astronomes utilisant l'observatoire W. M. Keck sur l'île d'Hawaï ont capturé depuis Maunakea les images les plus détaillées et les plus complètes jamais prises de la zone où la célèbre constellation d'Orion est zappée par le rayonnement ultraviolet (UV) de jeunes étoiles massives.
Cette zone neutre irradiée, appelée région de photo-dissociation (PDR), est située dans la barre d'Orion au sein de la nébuleuse d'Orion, un site actif de formation d'étoiles trouvé au milieu de "l'épée" suspendue à la "ceinture" d'Orion. Lorsqu'elle est vue à l'œil nu, la nébuleuse est souvent confondue avec l'une des étoiles de la constellation; lorsqu'elle est vue avec un télescope, la nébuleuse photogénique est vue comme une pépinière stellaire gazeuse brillante située à 1 350 années-lumière de la Terre.
"C'était excitant d'être le premier, avec mes collègues de l'équipe du télescope spatial James Webb" PDRs4All ", à voir les images les plus nettes de la barre Orion jamais prises dans le proche infrarouge", a déclaré Carlos Alvarez, astronome à l'observatoire de Keck. et co-auteur de l'étude.
Parce que la nébuleuse d'Orion est la région de formation d'étoiles massives la plus proche de nous et peut être similaire à l'environnement dans lequel notre système solaire est né, l'étude de son PDR - la zone chauffée par la lumière des étoiles - est un endroit idéal pour trouver des indices sur la façon dont les étoiles et les planètes sont créées.
"Observer les régions de photo-dissociation, c'est comme regarder dans notre passé", a déclaré Emilie Habart, professeure associée à l'Institut d'Astrophysique Spatiale de l'Université Paris-Saclay et auteure principale d'un article sur cette étude. "Ces régions sont importantes car elles nous permettent de comprendre comment les jeunes étoiles influencent le nuage de gaz et de poussière dans lequel elles sont nées, en particulier les sites où les étoiles, comme le soleil, se forment."
L'étude a été acceptée pour publication dans la revue Astronomy &Astrophysics , et est disponible en format préimprimé sur arXiv.org.
Ces observations éclaireuses ont contribué à la planification du programme PDRs4All:Radiative feedback of massive stars (ID1288) du télescope spatial James Webb (JWST). Le programme PDRs4All est décrit dans une Publications of the Astronomical Society of the Pacific article de Berné, Habart, Peeters et al. (2022).
À gauche :mosaïque du télescope spatial Hubble représentant la barre d'Orion. Crédit :NASA/STScI/Rice Univ./C.O'Dell et al. Le champ de vision large de la caméra NIRC2 est affiché dans le carré jaune. À droite :la carte thermique infrarouge de la barre Orion obtenue avec l'instrument NIRC2 de l'observatoire Keck révèle des sous-structures telles que des proplyds. Crédit :Habart et al./W. Observatoire M. Keck
Méthodologie
Pour sonder le PDR d'Orion, l'équipe PDRs4All a utilisé la caméra proche infrarouge de deuxième génération (NIRC2) de l'observatoire Keck en combinaison avec le système d'optique adaptative du télescope Keck II. Ils ont réussi à imager la région avec des détails si extrêmes que les chercheurs ont pu résoudre et distinguer spatialement les différentes sous-structures de la barre d'Orion, telles que les crêtes, les filaments, les globules et les proplyds (disques de photo-évaporation illuminés de l'extérieur autour de jeunes étoiles) qui se sont formées sous la lumière des étoiles. et sculpté le mélange de gaz et de poussière de la nébuleuse.
"Jamais auparavant nous n'avions pu observer à petite échelle comment les structures de la matière interstellaire dépendent de leur environnement, en particulier comment les systèmes planétaires pourraient se former dans des environnements fortement irradiés par des étoiles massives", a déclaré Habart. "Cela peut nous permettre de mieux comprendre l'héritage du milieu interstellaire dans les systèmes planétaires, à savoir nos origines."
Les jeunes étoiles massives émettent de grandes quantités de rayonnement UV qui affectent la physique et la chimie de leur environnement local; comment cette poussée d'énergie que les étoiles injectent dans leur nuage natif impacte et façonne la formation des étoiles n'est pas encore bien connue.
Les nouvelles images de l'Observatoire Keck de la barre d'Orion aideront à approfondir la compréhension des astronomes de ce processus car elles révèlent en détail où le gaz dans son PDR passe du gaz ionisé chaud, à l'atome chaud, au gaz moléculaire froid. Cartographier cette conversion est important car le gaz moléculaire dense et froid est le carburant nécessaire à la formation des étoiles.
Quelle est la prochaine étape
Ces nouvelles observations de l'observatoire Keck ont éclairé les plans d'observations JWST de la barre d'Orion, qui fait partie des cibles de JWST et devrait être observée dans les semaines à venir.
"L'un des aspects les plus excitants de ce travail est de voir Keck jouer un rôle fondamental à l'ère du JWST", a déclaré Alvarez. "JWST sera en mesure de plonger plus profondément dans la barre d'Orion et d'autres PDR, et Keck jouera un rôle déterminant dans la validation des premiers résultats scientifiques de JWST. Ensemble, les deux télescopes peuvent fournir un aperçu unique des caractéristiques de la composition gazeuse et chimique des PDR, qui nous aidera à comprendre la nature de ces fascinantes régions gorgées d'étoiles." Hubble découvre que les étoiles brûlantes de la nébuleuse de la flamme pourraient stopper la formation des planètes
