Le protostar L1527 est intégré dans un nuage de matière qui alimente sa croissance.
Le mois dernier, le télescope James Webb nous a offert une nouvelle image spectaculaire des piliers de la création, sans doute l’image la plus célèbre prise par le prédécesseur de Webb, le télescope spatial Hubble, en 1995. Maintenant, le télescope donne aux astronomes des indices sur la formation d’un nouvelle étoile, avec une image étonnante d’un nuage sombre en forme de sablier entourant une protoétoile, un objet connu sous le nom de L1527.
Comme nous l’avons signalé précédemment, le télescope spatial James Webb a été lancé en décembre 2021 et, après un déploiement de pare-soleil et de miroir suspensif sur plusieurs mois, a commencé à capturer des images époustouflantes. Tout d’abord, il y a eu l’image en champ profond de l’Univers, publiée en juillet. Cela a été suivi par des images d’atmosphères d’exoplanètes, la nébuleuse de l’anneau sud, un amas de galaxies en interaction appelé Quintette de Stephan, et la nébuleuse Carina, une région de formation d’étoiles à environ 7 600 années-lumière.
En août, nous avons reçu de magnifiques images de Jupiter, y compris les aurores aux deux pôles qui résultent du puissant champ magnétique de Jupiter, ainsi que ses anneaux minces et deux des petites lunes de la géante gazeuse. Cela a été suivi un mois plus tard par une image en mosaïque montrant un panorama de la formation d’étoiles s’étendant sur 340 années-lumière stupéfiantes dans la nébuleuse de la Tarentule, ainsi nommée en raison de ses longs filaments poussiéreux. Nous avons également eu droit à des images spectaculaires de Neptune et de ses anneaux, qui n’ont pas été directement observés depuis que Voyager 2 a survolé la planète en 1989, et, comme déjà mentionné, les Piliers de la Création.
Cette dernière image est une gracieuseté de l’imageur principal de Webb, la caméra proche infrarouge (MIRCam). Pour capturer des images d’objets très faibles, les coronographes de NIRCam bloquent toute lumière provenant d’objets plus brillants à proximité, de la même manière que protéger ses yeux de la lumière du soleil nous aide à nous concentrer sur la scène devant nous. Les nuages sombres de L1527 ne sont visibles que dans l’infrarouge, et NIRCam a pu capturer des fonctionnalités qui étaient auparavant masquées. Vérifiez-le:
NASA/ESA/CSA/STScI/J. DePasquale
En 2012, les astronomes ont utilisé le Submillimeter Array – une collection de huit radiotélescopes disposés dans un interféromètre qui fait également partie du Event Horizon Telescope – pour étudier le disque d’accrétion autour de L1527 et mesurer ses propriétés, y compris la rotation. Ils ont découvert que le disque présentait un mouvement képlérien, un peu comme les planètes de notre système solaire, ce qui leur a permis de déterminer la masse de la protoétoile. Donc, en savoir plus sur L1527 pourrait nous en apprendre davantage sur ce à quoi ressemblaient notre propre Soleil et notre système solaire à leurs débuts.
Les protoétoiles sont le stade le plus précoce de l’évolution stellaire, qui dure généralement environ 500 000 ans. Le processus commence lorsqu’un fragment d’un nuage moléculaire de poussière et de gaz denses acquiert une masse suffisante du nuage environnant pour s’effondrer sous la force de sa propre gravité, formant un noyau sous pression. La protoétoile naissante continue d’attirer la masse vers elle-même et le matériau qui tombe en spirale autour du centre crée un disque d’accrétion.
La protoétoile dans L1527 n’a que 100 000 ans et ne génère donc pas sa propre énergie à partir de la fusion nucléaire qui transforme l’hydrogène en hélium, comme une étoile à part entière. Son énergie provient plutôt du rayonnement émis par les ondes de choc à la surface de la protoétoile et de son disque d’accrétion. À l’heure actuelle, il s’agit essentiellement d’un amas de gaz gonflé en forme de sphère représentant entre 20 et 40% de la masse de notre Soleil. Alors que la protoétoile continue de gagner en masse et de se comprimer davantage, son noyau continuera à se réchauffer. Finalement, il deviendra suffisamment chaud pour déclencher la fusion nucléaire, et une étoile naîtra.
L’image Webb ci-dessus montre comment le matériau éjecté du protostar de L1527 a créé des cavités vides au-dessus et en dessous ; les régions orange et bleue brillantes représentent les limites décrivant ces régions. (La couleur de la région bleue est due au fait qu’elle contient moins de poussière que les régions orange au-dessus, qui piègent plus de lumière bleue dans la poussière épaisse afin qu’elle ne puisse pas s’échapper.) Le disque d’accrétion apparaît sous la forme d’une bande sombre. Il y a aussi des filaments d’hydrogène moléculaire dans l’image, résultat des chocs du matériau d’éjection de la protoétoile.
Image de la liste par NASA/ESA/CSA/STScI/J. DePasquale