Webb révèle des falaises cosmiques, un paysage scintillant de naissance d’étoiles

Ce paysage de « montagnes » et de « vallées » parsemées d’étoiles scintillantes est en fait le bord d’une jeune région de formation d’étoiles à proximité appelée NGC 3324 dans la nébuleuse Carina. Capturée en lumière infrarouge par le nouveau télescope spatial James Webb de la NASA, cette image révèle pour la première fois des zones de naissance d’étoiles auparavant invisibles.

Appelée Cosmic Cliffs, l’image apparemment tridimensionnelle de Webb ressemble à des montagnes escarpées un soir de pleine lune. En réalité, c’est le bord de la cavité gazeuse géante dans NGC 3324, et les « pics » les plus hauts de cette image mesurent environ 7 années-lumière de haut. La zone caverneuse a été creusée dans la nébuleuse par le rayonnement ultraviolet intense et les vents stellaires des jeunes étoiles extrêmement massives et chaudes situées au centre de la bulle, au-dessus de la zone montrée sur cette image.

Le rayonnement ultraviolet cloquant des jeunes étoiles sculpte la paroi de la nébuleuse en l’érodant lentement. Des piliers spectaculaires dominent le mur de gaz rougeoyant, résistant à ce rayonnement. La «vapeur» qui semble s’élever des «montagnes» célestes est en fait un gaz chaud et ionisé et de la poussière chaude s’échappant de la nébuleuse en raison du rayonnement incessant.

Webb révèle les pépinières stellaires émergentes et les étoiles individuelles qui sont complètement cachées dans les images en lumière visible. En raison de la sensibilité de Webb à la lumière infrarouge, il peut regarder à travers la poussière cosmique pour voir ces objets. Des jets protostellaires, qui ressortent clairement sur cette image, jaillissent de certaines de ces jeunes étoiles. Les sources les plus jeunes apparaissent sous forme de points rouges dans la région sombre et poussiéreuse du nuage. Les objets dans les premières phases rapides de la formation d’étoiles sont difficiles à capturer, mais l’extrême sensibilité, la résolution spatiale et la capacité d’imagerie de Webb peuvent relater ces événements insaisissables.

Ces observations de NGC 3324 éclaireront le processus de formation des étoiles. La naissance des étoiles se propage dans le temps, déclenchée par l’expansion de la cavité d’érosion. Au fur et à mesure que le bord brillant et ionisé se déplace dans la nébuleuse, il pousse lentement dans le gaz et la poussière. Si la jante rencontre un matériau instable, la pression accrue déclenchera l’effondrement du matériau et la formation de nouvelles étoiles.

À l’inverse, ce type de perturbation peut également empêcher la formation d’étoiles lorsque le matériau de fabrication des étoiles est érodé. Il s’agit d’un équilibre très délicat entre le déclenchement de la formation d’étoiles et son arrêt. Webb abordera certaines des grandes questions ouvertes de l’astrophysique moderne : qu’est-ce qui détermine le nombre d’étoiles qui se forment dans une certaine région ? Pourquoi les étoiles se forment-elles avec une certaine masse ?

Webb révélera également l’impact de la formation d’étoiles sur l’évolution de gigantesques nuages ​​de gaz et de poussière. Alors que l’effet des étoiles massives – avec leurs vents violents et leur haute énergie – est souvent apparent, on en sait moins sur l’influence des étoiles de faible masse les plus nombreuses. Au fur et à mesure qu’elles se forment, ces étoiles plus petites créent des jets étroits et opposés que l’on voit ici, qui peuvent injecter beaucoup d’élan et d’énergie dans les nuages. Cela réduit la fraction de matière nébulaire qui engendre de nouvelles étoiles.

Jusqu’à présent, les scientifiques disposaient de très peu de données sur l’influence de la multitude d’étoiles de faible masse jeunes et plus énergétiques. Avec Webb, ils pourront obtenir un recensement complet de leur nombre et de leur impact dans toute la nébuleuse.

Situé à environ 7 600 années-lumière, NGC 3324 a été photographié par la caméra proche infrarouge (NIRCam) et l’instrument infrarouge moyen (MIRI) de Webb.

NIRCam, avec sa résolution nette et sa sensibilité inégalée, dévoile des centaines d’étoiles précédemment cachées, et même de nombreuses galaxies d’arrière-plan.

Selon MIRI, les jeunes étoiles et leurs disques poussiéreux formant des planètes brillent vivement dans l’infrarouge moyen, apparaissant en rose et en rouge. MIRI révèle des structures qui sont incrustées dans la poussière et découvre les sources stellaires de jets et d’écoulements massifs. Avec MIRI, la poussière chaude, les hydrocarbures et autres composés chimiques à la surface des crêtes brillent, donnant l’apparence de roches déchiquetées.

NGC 3324 a été catalogué pour la première fois par James Dunlop en 1826. Visible depuis l’hémisphère sud, il est situé à l’angle nord-ouest de la nébuleuse Carina (NGC 3372), qui réside dans la constellation Carina. La nébuleuse Carina abrite la nébuleuse Keyhole et l’étoile supergéante active et instable appelée Eta Carinae.