Les astronomes qui étudient la structure de la galaxie de la Voie lactée ont publié la vue 3D à la plus haute résolution de la région de formation d’étoiles d’Orion. L’image et figure interactive ont été présentés aujourd’hui lors d’une conférence de presse organisée par l’American Astronomical Society.
Dirigé par des chercheurs du Centre d’astrophysique | Harvard & Smithsonian, le travail relie les données 3D sur les jeunes étoiles et le gaz interstellaire autour du complexe d’Orion des régions de formation d’étoiles. L’analyse des images 2D et 3D, parallèlement à la modélisation théorique, montre que les explosions de supernova au cours des 4 derniers millions d’années ont produit de grandes cavités dans le matériau interstellaire associé à Orion.
Une cavité particulière découverte par l’équipe pourrait aider à expliquer l’origine de la boucle de Barnard, un demi-cercle célèbre et mystérieux dans le ciel nocturne observé pour la première fois en 1894.
Vers la 3D et au-delà
L’étude, qui est disponible en prépublication sur Auteur, s’appuie sur les positions et les vitesses 3D des jeunes étoiles et des nuages interstellaires obtenues à l’aide de Gaia, un télescope spatial géré par l’Agence spatiale européenne. L’équipe a combiné les données 3D dérivées de Gaia avec les observations 2D existantes de la région d’Orion pour reconstituer son histoire de formation d’étoiles.
« Notre premier regard 3D à grande échelle sur Orion nous en dit long », déclare Michael Foley, étudiant diplômé au Centre d’astrophysique (CfA) qui a dirigé l’étude. « Avant ce travail, la plupart des études d’Orion se limitaient à deux dimensions – haut-bas et gauche-droite sur le ciel. En ajoutant la troisième dimension – la distance – nous pouvons commencer à cartographier toutes sortes de structures intéressantes, comme d’énormes des cavités de gaz et de poussière ou des amas d’étoiles avec des mouvements très intéressants. La combinaison des informations du gaz et des étoiles interstellaires nous amène à croire que des cavités ont été produites par un certain nombre de supernovae au cours des derniers millions d’années.
« Orion a eu une histoire assez passionnante », ajoute-t-il.
Attraper le coupable : trouver une source pour la boucle de Barnard
L’une des cavités détectées par l’équipe semble correspondre à la boucle de Barnard, un célèbre arc géant de gaz chaud dans la région d’Orion que les astronomes étudient depuis plus de cent ans. L’origine de l’arc est débattue, mais la nouvelle étude offre la preuve qu’un certain amas d’étoiles, qui a produit une ou plusieurs supernovae, a joué un rôle très important dans la formation de la boucle de Barnard.
La plupart de la nouvelle formation d’étoiles dans le complexe d’Orion semble se produire sur les bords des cavités géantes – dont l’une mesure près de 500 années-lumière de large – qui apparaissent dans toute la région, ce qui suggère que les supernovae qui ont formé les cavités sont finalement responsables de la formation de la prochaine génération d’étoiles.
Crédit : Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Des supernovae partout
Les nouvelles découvertes sont cohérentes avec les travaux antérieurs de l’équipe sur la bulle locale Per-Tau Supershell autour du Soleil.
« Il semble clair que nous allons voir une image » de fromage suisse « du milieu interstellaire, avec des étoiles se formant au bord des trous, alors que nous cartographions de plus en plus la galaxie », déclare Alyssa Goodman, professeur à Harvard, CfA astronome et co-auteur de l’étude.
« Nous pensons que les coquilles et les boucles d’Orion, la coquille Per-Tau et la bulle locale sont les premières de nombreuses découvertes reliant la formation de nouvelles étoiles à d’anciennes supernovae », a déclaré Foley. « Les supernovae balayent le gaz et la poussière en amas denses, conduisant à des lieux de naissance parfaits pour de nouvelles étoiles. La région d’Orion, riche à la fois en formation d’étoiles et en supernovae, en est le dernier exemple. »
Les nouveaux résultats d’Orion soutiennent la théorie selon laquelle lorsque des étoiles massives terminent leur vie sous forme d’explosions de supernova, elles créent des conditions propices à la formation de nouvelles étoiles. L’équipe travaille dur pour analyser d’autres régions de la galaxie de la Voie lactée en 3D et à l’aide de simulations numériques, pour voir à quel point la formation d’étoiles induite par les supernovas est vraiment courante.
« Grâce au travail de nombreux scientifiques incroyables, les données 3D transformeront notre compréhension de la formation des étoiles dans notre galaxie », note Foley. « C’est peut-être bien plus explosif qu’on ne l’imagine même ! »
Voir et publier en 3D
L’article scientifique présentant les travaux d’Orion contient des figures interactives en 3D présentant les résultats, comme le font essentiellement toutes les publications récentes de cette équipe. Les figurines interactives de l’équipe, apparues ces dernières années dans La natureLa Journal astrophysiqueet le Lettres du journal astrophysiqueont été produits en utilisant le « colle » Logiciel de visualisation créé par la NASA en partie pour explorer les données entrantes du télescope spatial James Webb.
Les figures utilisent un plug-in pour la colle, écrit par la co-auteur Catherine Zucker du Space Telescope Science Institute, pour exporter les figures de n’importe quel auteur vers un environnement graphique interactif. Le plug-in permet aux auteurs de manipuler des chiffres dans un navigateur Web ordinaire et d’explorer davantage leurs données.
L’utilisation du logiciel de colle open source et de ses versions Web fait actuellement son chemin de l’astronomie vers d’autres domaines scientifiques. Goodman, le fondateur de la colle, espère que « bientôt, tous les scientifiques exploreront leur ‘univers’ en 3D et partageront leurs découvertes dans des publications aussi facilement que les astronomes le peuvent aujourd’hui ».
Michael Foley et al, Une vue 3D d’Orion : la boucle d’I. Barnard, Auteur (2022).