Communiqué de presse

Les nuages froids de la Carène

APEX nous offre un nouveau regard sur la formation stellaire dans la nébuleuse de la Carène.

16 novembre 2011

Des observations réalisées avec le télescope APEX dans les longueurs d’onde submillimétriques dévoilent les nuages froids et poussiéreux à partir desquels les étoiles se forment dans la nébuleuse de la Carène. Ce lieu de formation stellaire intense, qui héberge quelques-unes des étoiles de plus grandes masses de notre galaxie, est idéal pour étudier les interactions entre les jeunes étoiles et les nuages moléculaires qui leur ont donné naissance.

En utilisant la caméra LABOCA sur le télescope APEX (Atacama Pathfinder Experiment) installé sur le plateau de Chajnantor dans les Andes chiliennes, une équipe d’astronomes pilotée par Thomas Preibisch (Universitäts–Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität, Allemagne), en étroite collaboration avec Karl Menten et Frederic Schuller (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Allemagne), a réalisé une image en lumière submillimétrique de cette région du ciel. Dans ces longueurs d’onde, la plus grande partie de la lumière que l’on voit est le faible rayonnement de chaleur des grains de poussière cosmique. Par conséquent, l’image révèle les nuages de poussière et le gaz moléculaire – principalement de l’hydrogène - à partir desquels les nuages peuvent se former. A -250°C, les grains de poussière sont très froids et le faible rayonnement qu’ils émettent ne peut être vu que dans les longueurs d’onde submillimétriques. Ces longueurs d’onde sont significativement plus longues que celles de la lumière visible. De ce fait, la lumière submillimétrique est essentielle pour étudier comment les étoiles se forment et comment elles interagissent avec les nuages qui leur donnent naissance.

Les observations « APEX LABOCA » sont montrées ici dans les tons orangés, combinées avec une image en lumière visible prise avec le télescope Curtis Schmidt de l’Observatoire interaméricain de  Cerro Tololo. Le résultat est une spectaculaire image à grand champ qui offre une splendide vue de sites de formation stellaire de la carène. La masse totale des étoiles de la nébuleuse correspond à plus de 25 000 Soleils tandis que celle du gaz et des nuages de poussière est d’environ 140 000 Soleils.

Cependant, seule une fraction du gaz de la nébuleuse de la Carène se trouve dans des nuages suffisamment denses pour s’effondrer et former de nouvelles étoiles dans un futur immédiat (en termes astronomiques, ce qui signifie dans le prochain million d’années). Sur le plus long terme, les effets spectaculaires des étoiles massives déjà présentes dans les nuages situés à la périphérie de cette région vont accélérer le rythme de formation d’étoiles.

Les étoiles de grande masse ne vivent tout au plus que quelques millions d’années (une durée de vie très courte comparée aux dix milliards d’années du Soleil), mais elles influencent profondément leur environnement au cours de leur vie. Quand elles sont jeunes, ces étoiles émettent des radiations et des vents très forts qui façonnent les nuages qui les entourent, les comprimant peut-être suffisamment pour donner naissance à de nouvelles étoiles. A la fin de leur vie, elles sont très instables, étant sujettes à des explosions de matière stellaire jusqu'à leur mort dans une violente explosion de supernova.

Eta Carinae est un très bon exemple de ces étoiles violentes. Il s’agit de l’étoile lumineuse à l'éclat jaunâtre, juste en haut à gauche du centre de l’image. Elle est plus de 100 fois plus massive que notre Soleil. Elle fait partie des étoiles les plus lumineuses que nous connaissons. Au cours du prochain million d’années environ, Eta Carinae explosera en supernova et sera suivie par encore plus d’explosions de supernovae provenant d’autres étoiles massives de la région.

Ces explosions violentes déchirent les nuages de gaz moléculaire dans leur environnement immédiat, mais après avoir parcouru plus de dix années-lumière, les ondes de choc sont plus faibles et peuvent alors comprimer les nuages un peu plus éloignés, déclenchant ainsi la formation de nouvelles générations d’étoiles. Les supernovae peuvent aussi produire des atomes radioactifs, à la durée de vie courte, qui sont absorbés par les nuages en train de s’effondrer. Il y a des signes manifestes que des atomes radioactifs de ce type ont été incorporés au nuage qui s’est effondré pour former notre Soleil et ses planètes. De ce fait, la nébuleuse de la Carène devrait fournir des indications complémentaires sur la formation de notre Système solaire.

La nébuleuse de la Carène se situe à quelques 7500 années-lumière de la Terre dans la constellation du même nom. Elle est parmi les nébuleuses les plus brillantes du ciel à cause de son importante population d’étoiles massives. Avec ses 150 années-lumière de large environ, elle est bien plus grande que la fameuse nébuleuse d’Orion, et bien qu’elle soit bien plus éloignée de la Terre que la nébuleuse d’Orion sa taille apparente dans le ciel est de fait pratiquement identique. Elle fait donc aussi partie des plus grandes nébuleuses du ciel.

Le télescope de 12 mètres de diamètre APEX ouvre la voie à ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un nouveau télescope révolutionnaire que l'ESO, avec ses partenaires internationaux, est en train de construire et d’exploiter sur le plateau de Chajnantor. APEX est basé sur une antenne unique prototype de celle construite pour le projet ALMA, alors qu’ALMA sera constitué d’un réseau de 54 antennes de 12 mètres de diamètre et de 12 antennes complémentaires de 7 mètres de diamètre. ALMA aura une bien plus grande résolution angulaire qu’APEX mais son champ sera beaucoup plus petit. Les deux télescopes sont complémentaires : par exemple, APEX détectera de nombreuses cibles sur une large zone du ciel qu'ALMA pourra étudier de manière beaucoup plus détaillée.

APEX est une collaboration entre l'Institut Max-Planck de radioastronomie (MPIfR), l'Onsala Space Observatory (OSO) et l'ESO. L’exploitation d’APEX est confiée à l’ESO.

ALMA est un équipement international pour l’astronomie. Il est le fruit d’un partenariat entre l’Europe, l’Amérique du Nord et l’Asie de l’Est en coopération avec la République du Chili. La construction et les opérations sont pilotées par l’ESO pour l’Europe, par le National Radio Astronomy Observatory (NRAO) pour l’Amérique du Nord et par le National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) pour l’Asie de l’Est. L’Observatoire commun ALMA (JAO pour Joint ALMA Observatory) apporte un leadership et un management unifiés pour la construction, la mise en service et l’exploitation d’ALMA. 

Plus d'informations

Ces observations avec LABOCA sont présentées dans un article intitulé : « A deep wide-field sub-mm survey of the Carina Nebula complex » par Preibisch et al., A&A, 525, A92 (2011): http://adsabs.harvard.edu/abs/2011A%26A...525A..92P

L’ESO - l’Observatoire Européen Austral - est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 15 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, 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 est le plus grand télescope conçu 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 européen géant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 40 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L’E-ELT sera « l’œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

Liens

• Plus d’informations à propos du travail de l’équipe de Thomas Preibisch sur la nébuleuse de la Carène :  A panchromatic view of massive star feedback and triggered star formation in the Carina Nebula

Contacts

Thomas Preibisch
Universitäts-Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität
Munich, Germany
Tél: +49 89 2180 6016
Courriel: preibisch@usm.uni-muenchen.de

Douglas Pierce-Price
ESO ALMA/APEX Public Information Officer
Garching, Germany
Tél: +49 89 3200 6759
Courriel: dpiercep@eso.org

Joerg Gasser (contact presse pour la Suisse)
Réseau de diffusion scientifique de l'ESO
Courriel: eson-switzerland@eso.org

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso1145.