Les astronomes détectent une étrange nouvelle structure de « bulle moléculaire » dans l’espace

Une structure récemment découverte, située au cœur d’un épais nuage de gaz et de poussière à plus de 450 années-lumière de nous, est la signature d’une paire de jeunes étoiles en cours de formation.

Une carte en trois couleurs de la structure de la bulle. Le bleu correspond à l’hydrogène, le rouge au monoxyde de carbone, et le vert aux observations à 250 μm. (Duan et al., ApJ, 2023)

Une équipe d’astronomes a identifié une bulle jusqu’alors invisible au centre d’une pouponnière d’étoiles appelée Barnard 18 dans le complexe de nuages moléculaires du Taureau, probablement sculptée dans le gaz environnant alors que deux étoiles naissantes s’y formaient et grandissaient.

C’est seulement la deuxième fois que les astronomes identifient une telle bulle avec l’éjection de matière ou “écoulement” associé à une étoile en croissance. Cette structure nouvellement découverte pourrait aider les scientifiques à en savoir plus sur la façon dont les étoiles affectent leur environnement au cours de leur croissance.

La formation des étoiles est une affaire compliquée et désordonnée. Elle commence par un nuage dense et froid composé de petits grains de poussière et de gaz, dont l’hydrogène. Finalement, un amas de ce nuage s’effondre en un tourbillon sous l’effet de sa propre gravité, attirant davantage de matière du brouillard de matière qui l’entoure. Une fois qu’il a acquis une masse suffisante, la pression et la chaleur qui en résultent génèrent l’hydrogène dans le noyau qui définit les étoiles.

Mais à mesure qu’une jeune étoile accumule sa masse, elle se déchaîne sur l’espace qui l’entoure. Toute la matière n’entre pas dans l’étoile ; une partie est accélérée le long des lignes du champ magnétique de la proto-étoile vers les pôles, où elle est projetée dans l’espace sous forme de jets astrophysiques. De plus, les proto-étoiles soulèvent des vents qui creusent de grands vides dans le nuage dont elles sont issues.

Ces flux sortants sont appelés rétroactions, et l’on pense qu’ils jouent un rôle important dans l’arrêt de la croissance des proto-étoiles, ainsi que dans l’évolution du milieu interstellaire – le gaz et la poussière qui dérivent dans les espaces entre les étoiles.

Les nuages moléculaires étant très denses, il n’est pas particulièrement facile de voir ce qui se passe à l’intérieur lorsqu’une étoile se forme. Les courtes longueurs d’onde de la lumière ne peuvent pas pénétrer dans le nuage, mais les grandes longueurs d’onde le peuvent.

Barnard 18 est une nébuleuse sombre, qui n’émet ni ne reflète la lumière. Elle apparaît comme une tache sombre dans les observations optiques, presque comme un vide dans l’espace. Pour voir l’intérieur du nuage, une équipe d’astronomes dirigée par Yan Duan et Di Li des Observatoires astronomiques nationaux de l’Académie chinoise des sciences (NAOC) en Chine s’est donc tournée vers les longueurs d’onde radio.

À l’aide de deux radiotélescopes différents, ils ont analysé le signal du monoxyde de carbone, qui peut être utilisé pour retracer les structures au sein d’un nuage de gaz. Et, caché dans le nuage moléculaire de Barnard 18, ils ont trouvé la preuve d’une structure de bulles.

D’autres observations ont révélé encore plus de choses.

“Grâce à une analyse combinée avec le relevé du nuage moléculaire du Taureau effectué par le Five College Radio Astronomy Observatory (FCRAO), nous avons découvert un écoulement situé au centre de la bulle moléculaire”, explique Yan Duan, astronome au NAOC et premier auteur de l’article de l’équipe.

Barnard 18 abrite un objet curieux qui avait déjà été identifié par les astronomes – un objet Herbig-Haro appelé HH 319. Ces objets sont créés par des jets protostellaires qui s’éloignent de leurs étoiles sources à des vitesses incroyables, entrent en collision avec le nuage moléculaire et le font briller.

HH 319 est situé au centre de l’écoulement identifié par Li et son équipe, ce qui donne des indices sur l’origine de la bulle. Mais il y avait plusieurs progéniteurs possibles : les étoiles ne restent pas toujours immobiles, aucune étoile n’a pu être vue au centre de la bulle, et un certain nombre de jeunes étoiles peuvent être trouvées à proximité.

En se basant sur leur position, les chercheurs ont attribué l’origine à une paire binaire d’étoiles T Tauri. Ces étoiles, âgées de moins d’un million d’années, sont des étoiles qui n’ont pas encore amorcé la fusion de l’hydrogène et qui accumulent encore de la masse. L’équipe a découvert que cette binaire est la plus susceptible d’avoir quitté le centre de la bulle pour atteindre sa position actuelle.

D’après les calculs de l’équipe, c’est l’activité des deux étoiles, il y a environ 70 000 ans, qui a commencé à creuser la bulle géante de Barnard 18.

Selon l’équipe, cela démontre la capacité des étoiles Tauri à avoir un impact considérable sur leur environnement. Toutefois, de futures observations seront nécessaires pour confirmer leurs résultats.

Les recherches ont été publiées dans The Astrophysical Journal.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche