Parfois, il ne faut pas grand-chose pour déchirer une famille. Un dîner de Noël qui a mal tourné peut le faire. Mais pour qu'une famille de stars soit déchirée, quelque chose de vraiment énorme doit se produire.
L'éclatement dramatique d'une famille de stars s'est joué dans la nébuleuse d'Orion, il y a environ 600 ans. La nébuleuse d'Orion est l'un des objets les plus étudiés de notre galaxie. C’est une région active de formation d’étoiles, où une grande partie de la naissance des étoiles est cachée derrière des nuages de poussière. Les progrès de l'infrarouge et de la radioastronomie nous ont permis d'observer la nébuleuse et de voir un drame stellaire se dérouler.
Au cours des dernières décennies, les observations ont montré que les deux étoiles de notre jeune famille partaient dans des directions différentes. En fait, ils voyageaient dans des directions opposées et se déplaçaient à des vitesses très élevées. Beaucoup plus élevé que les étoiles voyagent normalement. Qu'est-ce qui l'a causé?
Les astronomes ont pu reconstituer l'histoire en retraçant la position des deux étoiles depuis 540 ans. Il y a tous ces siècles, à peu près au moment où l'humanité commençait à voir la Terre tourner autour du Soleil au lieu de l'inverse, les deux étoiles accélérées étaient au même endroit. Cela suggère que les deux faisaient partie d'un système stellaire qui s'était brisé pour une raison quelconque. Mais leur énergie combinée ne s'est pas additionnée.
Maintenant, le Hubble a fourni un autre indice à toute l'histoire, en repérant une troisième étoile en fuite. Ils ont retracé le chemin de la troisième étoile il y a 540 ans et ont découvert qu'il provenait du même endroit que les autres. Cet endroit? Une zone proche du centre de la nébuleuse d'Orion appelée la nébuleuse de Kleinmann-Low.
L'équipe derrière ces nouveaux résultats, dirigée par Kevin Luhman de Penn State University, publiera ses conclusions dans le numéro du 20 mars 2017 de The Astrophysical Journal Letters.
"Les nouvelles observations de Hubble fournissent des preuves très solides que les trois étoiles ont été éjectées d'un système à plusieurs étoiles", a déclaré Luhman. «Les astronomes avaient précédemment trouvé quelques autres exemples d'étoiles se déplaçant rapidement qui remontent à des systèmes à étoiles multiples, et ont donc probablement été éjectées. Mais ces trois étoiles sont les plus jeunes exemples de telles étoiles éjectées. Ils n'ont probablement que quelques centaines de milliers d'années. En fait, en se basant sur des images infrarouges, les étoiles sont encore assez jeunes pour avoir des disques de matériaux restants de leur formation. »
«La nébuleuse d'Orion pourrait être entourée d'étoiles naissantes supplémentaires qui en ont été éjectées dans le passé et qui sont maintenant en train de s'écouler dans l'espace.» - Chercheur principal Kevin Luhman, Penn State University.
Les trois étoiles voyagent environ 30 fois plus vite que la plupart des autres habitants stellaires de la nébuleuse. La théorie a prédit le phénomène de ces ruptures dans les régions où les étoiles nouveau-nées sont entassées. Ces allers-retours gravitationnels sont inévitables. "Mais nous n'avons pas observé de nombreux exemples, en particulier dans les très jeunes clusters", a déclaré Luhman. «La nébuleuse d'Orion pourrait être entourée d'étoiles naissantes supplémentaires qui en ont été éjectées dans le passé et qui sont maintenant en train de s'écouler dans l'espace.»
La clé de ce mystère est la troisième étoile récemment découverte. Mais cette étoile, la soi-disant «source x», a été découverte par accident. Luhman fait partie d'une équipe utilisant le Hubble pour chasser les planètes flottantes dans la nébuleuse d'Orion. Une comparaison des images infrarouges Hubble de 2015 avec des images de 1998 a montré que la source x avait changé de position. Cela indiquait que l'étoile se déplaçait à une vitesse d'environ 130 000 miles par heure.
Luhmann a ensuite retracé le chemin de la source x et cela a conduit à la même position que les 3 autres étoiles fugueuses il y a 540 ans: la nébuleuse de Kleinmann-Low.
Selon Luhmann, les trois étoiles ont très probablement été éjectées de leur système en raison de fluctuations gravitationnelles qui devraient être courantes dans une zone à forte population d'étoiles naissantes. Deux des étoiles peuvent se rapprocher, formant un système binaire serré ou même fusionnant. Cela jette les paramètres gravitationnels du système hors de contrôle, et d'autres étoiles peuvent être éjectées. L'éjection de ces étoiles peut également faire sortir les doigts de la matière du système.
Alors que nous obtenons des télescopes plus puissants fonctionnant dans l'infrarouge, nous devrions être en mesure de clarifier exactement ce qui se passe dans les zones de formation intense d'étoiles comme la nébuleuse d'Orion et sa nébuleuse de Kleinmann-Low intégrée. Le télescope spatial James Webb devrait considérablement améliorer notre compréhension. Si tel est le cas, alors non seulement les détails de la naissance et de la formation des étoiles deviendront beaucoup plus clairs, mais aussi la dissolution des jeunes familles d'étoiles.
