Quand les bébés étoiles soufflent des anneaux lumineux

Des chercheurs ont découvert de nouvelles perspectives sur le développement précoce des bébés étoiles. En publiant dans The Astrophysical Journal Letters, une équipe de recherche de l’Université de Kyushu et de l’Université de Kagawa rapporte que durant la période de croissance précoce d’un bébé étoile, le disque protostellaire—le disque dense de gaz et de poussière qui entoure l’étoile—expulse du flux magnétique et forme un anneau géant de gaz chaud d’environ 1 000 ua (unités astronomiques) de taille. L’équipe de recherche explique que ces « éternuements » de matière et d’énergie magnétique aident le bébé étoile à libérer un excès d’énergie, conduisant à une formation stellaire appropriée.

L’un des nombreux mystères que recèle l’univers est de savoir comment naissent les étoiles comme notre Soleil. Les étoiles naissent dans des zones du cosmos appelées pouponnières stellaires, où le gaz et la poussière s’agrègent pour former de jeunes étoiles appelées protostars. La meilleure façon de comprendre la formation stellaire est d’observer ces pouponnières ; cependant, cela peut être difficile en raison du gaz et de la poussière mentionnés précédemment qui obscurcissent le bébé étoile.

« Heureusement, l’un des moyens les plus prometteurs d’obtenir une vue claire des protostars est d’utiliser l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) au Chili », explique le professeur Masahiro N. Machida de la Faculté des Sciences de l’Université de Kyushu, qui a dirigé l’étude. « Ce radiotélescope nous permet de voir les différents matériaux qui composent les pouponnières stellaires. »

Au cours de la dernière décennie, l’équipe a utilisé ALMA pour étudier les protostars dans la pouponnière stellaire du Nuage Moléculaire du Taureau. Notre Soleil a environ 4,6 milliards d’années, et une étoile est considérée comme « nouveau-née » si elle a environ 100 000 ans. Le bébé étoile étudié par l’équipe est plus jeune que cela.

Dans leurs recherches précédentes, l’équipe a découvert que le disque protostellaire d’un bébé étoile forme des structures en forme de pointes d’environ 10 ua de taille via une activité magnétique. Ces « éternuements », comme les chercheurs les décrivent, sont essentiels pour éjecter l’excès d’énergie du bébé étoile. Dans leurs nouvelles découvertes, l’équipe a collecté des données sur le cœur de nuage moléculaire MC 27 et a découvert une structure gazeuse annulaire beaucoup plus grande de 1 000 ua à proximité du bébé étoile.

« Nos données ont montré que cet anneau est légèrement plus chaud que son environnement. Nous émettons l’hypothèse qu’il est produit par un champ magnétique traversant le disque protostellaire. Essentiellement, ce sont les « éternuements » que nous avons observés par le passé, mais à une échelle beaucoup plus grande », explique le premier auteur Kazuki Tokuda de l’Université de Kagawa. « L’anneau chaud que nous avons détecté cette fois renforce notre hypothèse que les bébés étoiles subissent une redistribution magnétique-gazeuse dynamique peu après la naissance, générant des ondes de choc qui réchauffent le gaz environnant. »

L’équipe a l’intention de collecter davantage d’images haute résolution d’ALMA pour voir ce qu’il y a à l’intérieur de ces anneaux et comprendre la nature du phénomène. De plus, comme il s’agit de leur première étude, ils prévoient de rechercher dans les archives d’ALMA plus de données sur les bébés étoiles dans différentes régions de l’univers.

« Nous avons été très surpris par ces résultats car nous ne nous attendions pas à trouver un anneau aussi net. J’étais tellement enthousiaste que j’ai rédigé cet article en deux à trois jours », poursuit Tokuda.

Machida conclut, « Nous continuerons à collecter des données pour étayer notre hypothèse. En attendant, nous accueillons un débat rigoureux sur nos résultats afin de faire avancer notre domaine. Le mouvement du gaz impliqué dans la formation stellaire est généralement ordonné, mais très chaotique, apparaissant sous différentes formes et tailles. Il nous a fallu dix ans pour parvenir à ces conclusions, et nous avons hâte de poursuivre nos travaux pour percer les mystères de l’univers. »

Pour plus d’informations sur cette recherche, voir « ALMA Band 9 CO (6–5) Reveals a Warm Ring Structure Associated with the Embedded Protostar in the Cold Dense Core MC 27/L1521F », Kazuki Tokuda, Mitsuki Omura, Naoto Harada, Ayumu Shoshi, Naofumi Fukaya, Toshikazu Onishi, Kengo Tachihara, Kazuya Saigo, Tomoaki Matsumoto, Yasuo Fukui, Akiko Kawamura, and Masahiro N. Machida

Article : ALMA Band 9 CO (6–5) Reveals a Warm Ring Structure Associated with the Embedded Protostar in the Cold Dense Core MC 27/L1521F – Journal : The Astrophysical Journal Letters – Méthode : Experimental study – DOI : Lien vers l’étude