Communiqué de presse

Le conte des trois cités étoilées

27 juillet 2017

De nouvelles observations effectuées au moyen du Télescope de Sondage du VLT de l’ESO ont révélé aux astronomes l’existence de trois populations distinctes de jeunes étoiles au sein de l’amas de la Nébuleuse d’Orion. Cette découverte impromptue offre de nouveaux éléments de compréhension de la formation de tels amas. Elle suggère que la naissance d’étoiles s’effectue par étapes, chaque étape requérant un temps bien plus court qu’imaginé jusqu’à présent.

OmegaCAM — la caméra optique à grand champ installée sur le Télescope de Sondage du VLT (VST) de l’ESO – a capturé cette magnifique et spectaculaire image de la Nébuleuse d’Orion et de l’amas associé de jeunes étoiles. Cet objet constitue l’un des cocons stellaires les plus proches de nous : il abrite des étoiles de petites et grandes masses distantes de quelques 1350 années-lumière [1].

Toutefois, cette image est bien plus qu’un simple cliché. Une équipe pilotée par Giacomo Beccari, astronome à l’ESO, a utilisé ces données d’une qualité inégalée dans le but de déterminer, avec précision, la luminosité ainsi que les couleurs de l’ensemble des étoiles de l’amas de la Nébuleuse d’Orion. Ces mesures de couleur ont permis aux astronomes d’évaluer la masse et l’âge des étoiles. A leur grande surprise, ces données ont mis en évidence l’existence de trois populations stellaires d’âges potentiellement différents.

“A la première vue de ces données, l’effet de surprise fut total ! Nous avons vécu l’un de ces moments qui ne se produit qu’une ou deux fois dans la carrière d’un astronome” précise Giacomo Beccari, l’auteur principal de cette nouvelle publication. “La formidable qualité des images acquises par OmegaCAM a révélé, sans l’ombre d’un doute, l’existence de trois populations stellaires distinctes au sein des régions centrales de la constellation d’Orion.”

Monika Petr-Gotzens, co-auteur de l’article également basée au siège de l’ESO à Garching, ajoute : “Ce résultat est d’une importance capitale. Il atteste que les jeunes étoiles d’un amas ne se sont pas tout à fait formées simultanément. En d’autres termes, notre connaissance du processus de formation des étoiles au sein des amas doit être révisée.”

Les astronomes ont soigneusement écarté la possibilité que la différence de couleurs entre certaines étoiles résulte de l’existence de compagnons cachés, ce qui aurait eu pour effet d’augmenter leur luminosité et leur rougeoiment apparents. En outre, cette hypothèse aurait conféré aux paires stellaires des propriétés jamais observées à ce jour. D’autres mesures effectuées sur les étoiles, celles de leurs vitesses de rotation et de leurs spectres, ont également plaidé en faveur d’âges distincts [2].

“Bien que nous ne puissions totalement écarter la possibilité que ces étoiles soient binaires, il paraît bien plus naturel d’accepter que nous observons là trois générations d’étoiles qui se sont formées successivement, en l’espace de trois millions d'années seulement”, conclut Giacomo Beccari.

Ce nouveau résultat suggère que la formation d’étoiles au sein de l’amas de la Nébuleuse d’Orion s’effectue par étapes, et bien plus rapidement qu’imaginé auparavant.

Notes

[1] La Nébuleuse d’Orion a fait l’objet d’observations répétées de la part de nombreux télescopes de l’ESO, qu’il s’agisse du télescope optique MPG/ESO de 2,2 mètres (eso1103), du télescope infrarouge VISTA (eso1701) ou bien encore de l’instrument HAWK-I installé sur le Very Large Telescope (eso1625) et opérant dans l’infrarouge.

[2] L’équipe a également mis en évidence la rotation différentielle des trois générations d’étoiles – ainsi, les plus jeunes sont dotées de vitesses de rotation nettement plus élevées que les autres étoiles. Ce scénario implique que les étoiles se seraient formées successivement et rapidement, en l’espace de trois millions d’années seulement.

Plus d'informations

Ce travail de recherche a fait l’objet d’un article intitulé “A Tale of Three Cities: OmegaCAM discovers multiple sequences in the color­ magnitude diagram of the Orion Nebula Cluster,” par G. Beccari et ses collègues, à paraître au sein de la revue Astronomy & Astrophysics.

L’équipe est composée de G. Beccari, M.G. Petr-Gotzens et H.M.J. Boffin (ESO, Garching près de Munich, Allemagne), M. Romaniello (ESO; Cluster d’Excellence dédié à l’Univers, Garching près de Munich, Allemagne), D. Fedele (INAF-Observatoire d’Astrophysique d’Arcetri, Florence, Italie), G. Carraro (Département de Physique et d’Astronomie Galileo Galilei, Padoue, Italie), G. De Marchi (Centre de Soutien Scientifique, Centre Européen dédié à la Recherche et à la Technologie Spatiales (ESA/ESTEC), Pays-Bas), W.J. de Wit (ESO, Santiago, Chili), J.E. Drew (Ecole de Physique, Université de Hertfordshire, Royaume-Uni), V.M. Kalari (Département d’Astronomíe, Université du Chili, Santiago, Chili), C.F. Manara (ESA/ESTEC), E.L. Martin (Centre d’Astrobiologie (CSIC-INTA), Madrid, Espagne), S. Mieske (ESO, Chili), N. Panagia (Institut Scientifique du Télescope Spatial, Etats-Unis); L. Testi (ESO, Garching); J.S. Vink (Observatoire Armagh, Royaume-Uni); J.R. Walsh (ESO, Garching); et N.J. Wright (Ecole de Physique, Université de Hertfordshire; Groupe d’Astrophysique, Université de Keele, Royaume-Uni).

ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 16 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le Very Large Telescope (VLT), l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages - VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est également un partenaire majeur pour deux équipements à Chajnantor ; APEX et ALMA, le plus grand projet astronomique existant à ce jour. Et sur le Mont Armazones, à proximité de Paranal, l'ESO est en train de construire l’Extremely Large Telescope de la classe des 39 mètres, l’ELT, qui sera "l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel".

Liens

• Publication scientifique
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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso1723.