En utilisant le Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) pour observer de grandes régions de formation d’étoiles dans le Grand Nuage de Magellan (LMC), les scientifiques ont découvert une dynamique turbulente de va-et-vient dans la région de formation d’étoiles, 30 Doradus. Les observations ont révélé que malgré une rétroaction stellaire intense, la gravité façonne le nuage moléculaire et, contre toute attente scientifique, entraîne la formation continue de jeunes étoiles massives. Les observations ont été présenté aujourd’hui en conférence de presse à la 240e réunion du Société astronomique américaine (AAS) à Pasadena, en Californie, et sont publiés dans Le Journal Astrophysique (ApJ).
30 Doradus est une grande région de formation d’étoiles située juste à côté de la Voie lactée, à seulement 170 000 années-lumière, au cœur de la célèbre nébuleuse de la Tarentule du Grand Nuage de Magellan. Il abrite le groupe d’étoiles le plus massif du voisinage cosmique, créant une cible parfaite pour les scientifiques cherchant à comprendre la naissance et l’évolution des étoiles. Au cœur de 30 Doradus se trouve une pépinière stellaire étincelante qui a vu naître plus de 800 000 étoiles et protoétoiles, dont un demi-million d’étoiles chaudes, jeunes et massives. La région intéresse les astronomes qui étudient la formation d’étoiles et l’évolution galactique en raison des effets continus de la gravité et de la rétroaction stellaire – une énergie énorme renvoyée dans la région par des étoiles jeunes et massives qui peuvent ralentir la formation d’étoiles – qui se font concurrence pour gérer taux de formation d’étoiles.
De nouvelles observations de 30 Doradus ont été faites à l’aide des récepteurs très sensibles de la bande 6 sur ALMA, un observatoire coopéré par le National Radio Astronomy Observatory (NRAO) de la US National Science Foundation, et ont conduit à une révélation surprenante sur le nuage moléculaire. « Les étoiles se forment lorsque des nuages de gaz denses deviennent incapables de résister à l’attraction de la gravité. Nos nouvelles observations révèlent des preuves claires que la gravité façonne les parties les plus épaisses des nuages, tout en révélant également de nombreux fragments de nuages de densité inférieure qui sont trop turbulents pour la gravité. exercent une grande influence », a déclaré Tony Wong, professeur à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign et auteur principal de la nouvelle recherche. « Nous nous attendions à trouver que les parties du nuage les plus proches des jeunes étoiles massives montreraient les signes les plus clairs de gravité submergée par la rétroaction et, par conséquent, un taux de formation d’étoiles plus faible. Au lieu de cela, ces observations ont confirmé que même dans une région où la rétroaction est extrêmement active, la présence de la gravité est encore fortement ressentie et la formation d’étoiles devrait se poursuivre. »
Pour se faire une image plus claire de ce qui se passait dans 30 Doradus, l’équipe a divisé le nuage en touffes pour mesurer en quoi une partie du nuage diffère d’une autre. Étant donné que les étoiles se forment généralement dans les parties les plus denses des nuages moléculaires, il était essentiel de faire la distinction entre les amas les moins denses et les plus denses pour bien comprendre ce qui se passe dans 30 Doradus. La nouvelle approche a révélé une tendance. « Nous avions l’habitude de penser que les nuages de gaz interstellaires étaient des structures gonflées ou arrondies, mais il est de plus en plus clair qu’ils ressemblent à des cordes ou à des filaments », a déclaré Wong. « Lorsque nous avons divisé le nuage en touffes pour mesurer les différences de densité, nous avons observé que les touffes les plus denses ne sont pas placées au hasard mais sont très organisées sur ces filaments. Les filaments eux-mêmes semblent être façonnés par la gravité, ce qui est probablement une étape importante dans le processus. de la formation des étoiles. »
Contrairement à la Voie lactée, qui connaît un taux de formation d’étoiles relativement lent et régulier d’environ sept étoiles – ou l’équivalent de quatre masses solaires – chaque année, la galaxie d’origine de 30 Doradus, le LMC, et ses régions de formation d’étoiles traversent un « boom ». et bust », ce qui entraîne souvent des périodes de formation d’étoiles au rythme intense. L’équipe espère que les nouvelles découvertes, ainsi que des recherches futures supplémentaires, feront la lumière sur les différences entre la Voie lactée et d’autres galaxies à formation d’étoiles plus actives, y compris comment la compétition entre la gravité et la rétroaction façonne les nuages moléculaires et impacte la naissance stellaire. les taux.
Remy Indebetouw, astronome au NRAO et co-auteur de la recherche, a déclaré : « 30 Doradus contient l’amas stellaire massif le plus proche de la Terre. Des amas comme celui-ci peuvent agir comme des bombes dans les galaxies, en soufflant du gaz et même en modifiant leur action à long terme. Nous voulons comprendre comment les nuages moléculaires se transforment en étoiles, en détail : combien de temps cela prend-il, à quelle vitesse les étoiles nouvellement formées commencent-elles à affecter leur nuage natal, et sur quelles distances, des choses qui ne sont actuellement pas bien comprises. les clusters nous rapprocheront d’une réponse. »
Wong a ajouté que les observations aident à la fois les scientifiques à comprendre les vastes implications scientifiques de la formation des étoiles et révèlent l’histoire et l’avenir des galaxies. « L’un des plus grands mystères de l’astronomie est de savoir pourquoi nous sommes capables d’assister à la formation d’étoiles aujourd’hui. Pourquoi tout le gaz disponible ne s’est-il pas effondré lors d’un immense feu d’artifice il y a longtemps ? Ce que nous apprenons maintenant peut nous aider à faire briller la lumière. sur ce qui se passe au plus profond des nuages moléculaires afin que nous puissions mieux comprendre comment les galaxies entretiennent la formation d’étoiles au fil du temps. »
Wong et al, « Le nuage moléculaire 30 Doradus à une résolution de 0,4 parsec avec ALMA : propriétés physiques et limites des structures émettrices de CO », Le Journal Astrophysique (2022). DOI : 10.3847/1538-4357/ac723a , iopscience.iop.org/article/10. … 847/1538-4357/ac723a