Rétroaction stellaire et un observatoire aéroporté; des scientifiques déterminent une nébuleuse plus jeune qu’on ne le croyait –
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Dans le ciel méridional, situé à environ 4300 années-lumière de la Terre, se trouve RCW 120, un énorme nuage de gaz et de poussière. Ce nuage, appelé nébuleuse d’émission, est formé de gaz ionisés et émet de la lumière à différentes longueurs d’onde. Une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l’Université de Virginie-Occidentale a étudié le RCW 120 pour analyser les effets de la rétroaction stellaire, le processus par lequel les étoiles réinjectent de l’énergie dans leur environnement. Leurs observations ont montré que les vents stellaires provoquent une expansion rapide de la région, ce qui leur a permis de contraindre l’âge de la région. Ces résultats indiquent que RCW 120 doit avoir moins de 150 000 ans, ce qui est très jeune pour une telle nébuleuse.
À environ sept années-lumière du centre de RCW 120 se trouve la limite du nuage, où une pléthore d’étoiles se forme. Comment toutes ces étoiles se forment-elles? Pour répondre à cette question, nous devons creuser profondément dans l’origine de la nébuleuse. RCW 120 a une jeune étoile massive en son centre, qui génère de puissants vents stellaires. Les vents stellaires de cette étoile ressemblent beaucoup à ceux de notre propre Soleil, en ce sens qu’ils jettent des matériaux de leur surface dans l’espace. Ce vent stellaire choque et comprime les nuages de gaz environnants. L’énergie qui entre dans la nébuleuse déclenche la formation de nouvelles étoiles dans les nuages, un processus connu sous le nom de «rétroaction positive» car la présence de l’étoile centrale massive a un effet positif sur la formation future des étoiles. L’équipe, composée du chercheur postdoctoral de l’UMV Matteo Luisi, a utilisé SOFIA (l’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge) pour étudier les interactions d’étoiles massives avec leur environnement.
SOFIA est un observatoire aéroporté composé d’un télescope de 8,8 pieds (2,7 mètres) porté par un Boeing 747SP modifié. SOFIA observe dans le régime infrarouge du spectre électromagnétique, qui est juste au-delà de ce que les humains peuvent voir. Pour les observateurs au sol, la vapeur d’eau dans l’atmosphère bloque une grande partie de la lumière de l’espace que les astronomes infrarouges souhaitent mesurer. Cependant, son altitude de croisière de 13 km place SOFIA au-dessus de la plupart de la vapeur d’eau, permettant aux chercheurs d’étudier les régions de formation d’étoiles d’une manière qui ne serait pas possible depuis le sol. Pendant la nuit, l’observatoire en vol observe les champs magnétiques célestes, les régions de formation d’étoiles (comme RCW 120), les comètes et les nébuleuses. Grâce au nouveau récepteur upGREAT qui a été installé en 2015, le télescope aéroporté peut faire des cartes plus précises de grandes zones du ciel que jamais. Les observations de RCW 120 font partie de l’enquête SOFIA FEEDBACK, un effort international mené par les chercheurs Nicola Schneider de l’Université de Cologne et Alexander Tielens de l’Université du Maryland, qui utilise upGREAT pour observer une multitude de régions de formation d’étoiles.
L’équipe de recherche a choisi d’observer la spectroscopie [CII] ligne avec SOFIA, qui est émis par le carbone ionisé diffus dans la région de formation d’étoiles. “Le [CII] La ligne est probablement le meilleur traceur de rétroaction à petite échelle et, contrairement aux images infrarouges, elle nous donne des informations sur la vitesse, ce qui signifie que nous pouvons mesurer la façon dont le gaz se déplace. Le fait que nous pouvons maintenant observer [CII] facilement à travers de grandes régions du ciel avec upGREAT fait de SOFIA un instrument vraiment puissant pour explorer la rétroaction stellaire plus en détail qu’auparavant », déclare Matteo.
En utilisant leur [CII] observations de SOFIA, l’équipe de recherche a constaté que RCW 120 se développe à 33 000 mph (15 km / s), ce qui est incroyablement rapide pour une nébuleuse. À partir de cette vitesse d’expansion, l’équipe a pu mettre une limite d’âge sur le cloud et a constaté que RCW 120 est beaucoup plus jeune qu’on ne le pensait auparavant. Avec l’estimation de l’âge, ils ont pu déduire le temps nécessaire à la formation d’étoiles à la limite de la nébuleuse pour se déclencher après la formation de l’étoile centrale. Ces résultats suggèrent que des processus de rétroaction positive se produisent sur des échelles de temps très courtes et suggèrent que ces mécanismes pourraient être responsables des taux élevés de formation d’étoiles qui se sont produits pendant les premiers stades de l’univers.
Pour l’avenir, l’équipe espère étendre ce type d’analyse à l’étude d’un plus grand nombre de régions de formation d’étoiles. Matteo dit: «Les autres régions que nous examinons avec l’enquête FEEDBACK sont à différents stades d’évolution, ont des morphologies différentes, et certaines contiennent de nombreuses étoiles de masse élevée, par opposition à une seule dans RCW 120. Nous pouvons alors utiliser ces informations pour déterminer quels processus conduisent principalement à la formation d’étoiles déclenchée et comment les processus de rétroaction diffèrent entre divers types de régions de formation d’étoiles. “
Source de l’histoire:
Matériaux fourni par Université de Virginie-Occidentale. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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