Communiqué de presse

Feu d'artifice galactique : de nouvelles images de l'ESO révèlent les caractéristiques étonnantes des galaxies proches

16 juillet 2021

Une équipe d'astronomes a publié de nouvelles observations de galaxies proches qui ressemblent à des feux d'artifice cosmiques hauts en couleur. Les images, obtenues avec le Very Large Telescope de l'Observatoire européen austral (VLT de l'ESO), montrent différents composants des galaxies dans des couleurs distinctes, permettant aux astronomes de localiser avec précision les jeunes étoiles et le gaz qu'elles échauffent autour d'elles. En combinant ces nouvelles observations avec les données de l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), dont l'ESO est partenaire, l'équipe contribue à apporter un nouvel éclairage sur ce qui déclenche la formation des étoiles dans le gaz..

Les astronomes savent que les étoiles naissent dans des nuages de gaz, mais ce qui déclenche la formation des étoiles, et comment les galaxies dans leur ensemble y participent, reste un mystère. Pour comprendre ce processus, une équipe de chercheurs a observé diverses galaxies proches avec de puissants télescopes au sol et dans l'espace, balayant les différentes régions galactiques impliquées dans la naissance des étoiles.

"Pour la première fois, nous résolvons des groupes d’étoiles qui se forment sur une grande variété de lieux et d'environnements avec un échantillon qui représente bien les différents types de galaxies", explique Eric Emsellem, astronome à l'ESO en Allemagne et responsable des observations basées sur le VLT menées dans le cadre du projet Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS (PHANGS). "Nous pouvons observer directement le gaz donnant naissance aux étoiles, nous voyons les jeunes étoiles elles-mêmes, et nous assistons à leur évolution sur différentes phases."

Eric Emsellem, également affilié à l'Université de Lyon, en France, et son équipe viennent de publier leur dernière série de relevés galactiques, réalisés avec l'instrument MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) sur le VLT de l'ESO dans le désert d'Atacama, au Chili. Ils ont utilisé MUSE pour suivre les étoiles naissantes et le gaz chaud qui les entoure. Le gaz alors illuminé et chauffé par les étoiles signale la formation d’étoiles en cours.

Les nouvelles images MUSE sont maintenant combinées aux observations des mêmes galaxies réalisées avec ALMA et publiées un peu plus tôt cette année. ALMA, qui se trouve également au Chili, est particulièrement bien adapté à la cartographie des nuages de gaz froid - les parties des galaxies qui fournissent la matière première à partir de laquelle les étoiles se forment.

En combinant les images de MUSE et d'ALMA, les astronomes peuvent examiner les régions galactiques où la formation d'étoiles a lieu, par rapport à celles où elle est attendue, afin de mieux comprendre ce qui déclenche, stimule ou retarde la naissance de nouvelles étoiles. Les images qui en résultent sont époustouflantes et offrent un aperçu spectaculairement coloré des pouponnières d'étoiles dans nos galaxies voisines.

"Il y a de nombreux mystères que nous voulons élucider", déclare Kathryn Kreckel de l'Université de Heidelberg en Allemagne et membre de l'équipe PHANGS. "Les étoiles naissent-elles plus souvent dans des régions spécifiques de leurs galaxies hôtes - et, si oui, pourquoi ? Et après la naissance des étoiles, comment leur évolution influence-t-elle la formation de nouvelles générations d'étoiles ?"

Les astronomes vont maintenant pouvoir répondre à ces questions grâce à la richesse des données MUSE et ALMA obtenues par l'équipe PHANGS. MUSE recueille des spectres - les "codes-barres" que les astronomes scannent pour dévoiler les propriétés et la nature des objets cosmiques - à chaque endroit de son champ de vision, fournissant ainsi des informations beaucoup plus riches que les instruments traditionnels. Dans le cadre du projet PHANGS, MUSE a observé 30 000 nébuleuses de gaz chaud et recueilli environ 15 millions de spectres de différentes régions galactiques. Les observations ALMA, quant à elles, ont permis aux astronomes de cartographier environ 100 000 régions de gaz froid dans 90 galaxies proches, produisant un atlas d'une précision sans précédent des pouponnières stellaires de l'Univers proche.

En plus d'ALMA et MUSE, le projet PHANGS comprend également des observations du télescope spatial Hubble de la NASA/ESA. Les différents observatoires ont été sélectionnés pour permettre à l'équipe de balayer nos voisins galactiques dans différentes longueurs d'onde (visible, proche infrarouge et radio), chaque gamme de longueur d'onde dévoilant des parties distinctes des galaxies observées. "Leur combinaison nous permet de sonder les différentes étapes de la naissance des étoiles - de la formation des pouponnières stellaires au début de la formation des étoiles proprement dite et à la destruction finale des pouponnières par les étoiles nouvellement nées - avec plus de détails que ne le permettent les observations individuelles", explique Francesco Belfiore, membre de l'équipe PHANGS, de l'INAF-Arcetri à Florence, en Italie. "Avec le projet PHANGS c’est la première fois que nous sommes en mesure de constituer une représentation aussi complète, en réalisant des images suffisamment nettes pour voir de manière individuelle les nuages, les étoiles et les nébuleuses qui indiquent la formation d’étoiles."

Les travaux menés dans le cadre du projet PHANGS seront affinés par les télescopes et instruments à venir, tels que le télescope spatial James Webb de la NASA. Les données ainsi obtenues jetteront les bases d'observations avec le futur ELT (Extremely Large Telescope) de l'ESO, qui commencera à fonctionner dans le courant de la décennie et permettra d'examiner encore plus en détail les structures des pouponnières stellaires.

"Aussi remarquable que soit PHANGS, la résolution des cartes que nous produisons est tout juste suffisante pour identifier et séparer les nuages de formation d'étoiles individuellement, mais pas assez bonne pour voir en détail ce qui se passe à l'intérieur", a fait remarquer Eva Schinnerer, chef de groupe de recherche au Max Planck Institute for Astronomy en Allemagne et chercheuse principale du projet PHANGS, dans le cadre duquel les nouvelles observations ont été menées. "Les nouveaux efforts d'observation de notre équipe et d'autres personnes repoussent les limites dans cette direction, nous avons donc des décennies de découvertes passionnantes devant nous."

Plus d'informations

L'équipe internationale de PHANGS est composée de plus de 90 scientifiques, allant des étudiants en master aux retraités, travaillant dans 30 institutions sur quatre continents. Le groupe de travail sur la réduction des données MUSE au sein de PHANGS est dirigé par Eric Emsellem (European Southern Observatory, Garching, Allemagne et Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Université de Lyon, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ENS de Lyon, Saint-Genis Laval, France) et comprend Francesco Belfiore (INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Italie), Guillermo Blanc (Carnegie Observatories, Pasadena, US), Enrico Congiu (Universidad de Chile, Santiago, Chili et Las Campanas Observatory, Carnegie Institution for Science, Atacama, Chili), Brent Groves (The University of Western Australia, Perth, Australie), I-Ting Ho (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Allemagne [MPIA]), Kathryn Kreckel (Heidelberg University, Heidelberg, Allemagne), Rebecca McElroy (Sydney Institute for Astronomy, Sydney, Australie), Ismael Pessa (MPIA), Patricia Sanchez-Blazquez (Université Complutense de Madrid, Madrid, Espagne), Francesco Santoro (MPIA), Fabian Scheuermann (Université de Heidelberg, Heidelberg, Allemagne) et Eva Schinnerer (MPIA).

Allez sur l'archive publique d'images de l'ESO pour voir un échantillon d'images PHANGS.

L'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 Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l’Irlande, 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 VLT « Very Large Telescope », 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 l'un des plus grands télescopes conçus exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope géant (ELT pour Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

Liens

• Site web de PHANGS  
• L’instrument MUSE  
• Photos du VLT
• Photos d’ALMA 
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Contacts

Eric Emsellem
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tél: +49 89 3200 6914
Courriel: eric.emsellem@eso.org

Eva Schinnerer
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Tél: +49 6221 528 294
Courriel: schinner@mpia.de

Kathryn Kreckel
Astronomisches Recheninstitut, Zentrum für Astronomie, Universität Heidelberg
Heidelberg, Germany
Courriel: kathryn.kreckel@uni-heidelberg.de

Francesco Belfiore
INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Florence, Italy
Courriel: francesco.belfiore@inaf.it

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tél: +49 89 3200 6670
Mobile: +49 151 241 664 00
Courriel: press@eso.org

Thierry Botti (contact presse pour la France)
Réseau de diffusion scientifique de l'ESO et Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
Marseille, France
Tél: +33 4 95 04 41 06
Courriel: eson-france@eso.org

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