Un regard de deux ans sur les «proplyds», ou disques protoplanétaires de la constellation d'Orion, a fourni aux astronomes un nouveau film en accéléré à haute résolution qui révèle le processus de formation de l'étoile massive. La naissance des plus grandes étoiles a été mystérieuse, en partie, parce que les étoiles massives sont rares et ont tendance à passer leur jeunesse entourées de poussière et de gaz les cachant de la vue. "Nous savons comment ces étoiles meurent, mais pas comment elles naissent", a déclaré Lincoln Greenhill, chercheur principal pour l'équipe utilisant des images radio mille fois plus nettes et plus détaillées que celles précédemment obtenues.
En utilisant le Very Long Baseline Array (VLBA) comme un puissant «objectif zoom», les astronomes ont étudié un énorme jeune protoétoile appelé Source I (prononcé «œil») à Orion. Le groupe de jeunes ne peut pas être vu avec les télescopes traditionnels à cause du gaz et de la poussière environnants, mais ce nouveau look montre que des étoiles massives se forment comme leurs petits frères et sœurs, avec une accumulation de disque et des champs magnétiques jouant des rôles cruciaux.
L'équipe a observé la source I à des intervalles mensuels sur deux ans, puis a assemblé les images individuelles dans un film en accéléré. Cliquez ici pour regarder le film.
Le VLBA a détecté des milliers de nuages de gaz de monoxyde de silicium appelés masers - des balises de type laser naturelles souvent associées à la formation d'étoiles. Certains masers étaient aussi proches de la protoétoile que Jupiter l'est de notre Soleil, qui est également un record. Beaucoup de masers ont existé assez longtemps pour que leurs mouvements soient suivis dans le ciel et le long de notre champ de vision, produisant leurs mouvements en 3-D dans l'espace.
"La source I est la source la plus riche de masers de la Galaxie, que nous connaissons", a déclaré Lynn Matthews, auteur principal du nouveau travail, qui est maintenant chercheur à l'Observatoire du MIT Haystack. "Sans les masers, nous ne pourrions pas suivre les mouvements de gaz avec autant de détails si près de cette étoile massive et serions relativement aveugles à sa formation."
"En astronomie, il est rare de voir des changements au cours d'une vie humaine. Avec ce nouveau film, nous pouvons voir des changements au cours de quelques mois seulement alors que des amas de gaz pullulent autour de ce jeune protostar », a ajouté l'astronome Smithsonian et co-auteur Ciriaco Goddi.
Le film résultant révèle des signes d'un disque d'accrétion en rotation, où le gaz tourbillonne de plus en plus près de la protoétoile au centre. Il montre également le matériau s'écoulant perpendiculairement au disque dans deux grands V - en fait les bords de flux de gaz en forme de cône. De tels débits favorisent la formation d'étoiles en éloignant l'élan angulaire du système.
Curieusement, les flux de sortie semblent se courber lorsqu'ils quittent le disque. «La trajectoire de flexion de ces masers fournit des preuves clés que les champs magnétiques peuvent influencer les mouvements de gaz très près de la protoétoile», a souligné Claire Chandler de NRAO, co-investigatrice principale de l'étude.
Les lignes de champ magnétique sont connues pour leur effet sur les limailles de fer éparpillées autour d'un aimant en forme de barre, décrivant les boucles s'étendant d'un pôle de l'aimant à l'autre. Dans le cas de la Source I et d'autres protostars massifs, les lignes de champ magnétique peuvent s'étendre vers l'extérieur dans l'espace, s'enroulant dans une hélice qui a la forme d'un peu de bonbons Twizzlers. Flux de gaz sortant le long de ces lignes de champ.
"Les champs magnétiques sont censés être faibles et sans importance pour le processus de naissance des étoiles massives", a déclaré Matthews. "Mais les maîtres ne voyageraient pas le long d'arcs doux à moins qu'ils ne subissent une sorte de force - probablement une force magnétique."
Les données ne montrent pas si le champ magnétique se produit dans l'étoile ou dans le disque d'accrétion. Les observations futures par le très grand tableau étendu (E-VLA) et le grand tableau millimétrique d'Atacama (ALMA) pourraient permettre de distinguer les hypothèses concurrentes. L'équipe prévoit de rechercher d'autres empreintes digitales de champs magnétiques autour de la source I.
"Notre film de deux ans n'est que le début", a déclaré l'astronome Smithsonian et co-investigatrice principale Elizabeth Humphreys.
Source: Harvard Smithsonian
