Communiqué de presse

Dans les profondeurs inexplorées d'Orion

Des images infrarouges acquises par le VLT révèlent l'existence insoupçonnée d'un nombre élevé d'objets de faible masse

12 juillet 2016

HAWK-1, l'instrument infrarouge qui équipe le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO au Chili, a permis de sonder les profondeurs encore inexplorées de la Nébuleuse d'Orion. L'image spectaculaire obtenue révèle l'existence d'un nombre de naines brunes et d'objets de masse planétaire dix fois supérieur au nombre d'objets connus. Cette découverte questionne le scénario classique de formation des étoiles d'Orion.

Une équipe internationale a utilisé la toute puissance de HAWK-I, un instrument infrarouge installé sur le Very Large Telescope de l'ESO, pour capturer la vue la plus profonde et la plus compréhensive à ce jour de la Nébuleuse d'Orion [1]. L'image d'une beauté spectaculaire qui en résulte a révélé l'existence d'une abondance élevée de naines brunes de faible luminosité et d'objets isolés de masse planétaire. La présence de ces objets de faible masse renseigne sur l'histoire de la formation stellaire au cœur même de la nébuleuse.

La célèbre Nébuleuse d'Orion s'étend sur quelque 24 années-lumière à l'intérieur de la constellation d'Orion. A l'œil nu depuis la Terre, elle présente l'aspect d'une tâche floue au niveau de l'épée d'Orion. Le rayonnement ultraviolet émis par les jeunes étoiles chaudes qu'elles abritent illumine certaines nébuleuses, telle la Nébuleuse d'Orion, ionise le gaz qu'elles renferment et lui confère cette brillance.

La relative proximité de la nébuleuse d'Orion [2] en fait un laboratoire de test idéal des scénarii de formation stellaire. Elle permet de mieux comprendre les processus ainsi que l'histoire de la formation stellaire, et de connaître le nombre d'étoiles de masses différentes qui se sont formées.

Amelia Bayo (Université de Valparaíso, Valparaíso, Chili ; Institut Max-Planck dédié à l'Astronomie, Königstuhl, Allemagne), l'un des co-auteurs de la présente étude et membre de l'équipe de recherche, explique toute l'importance de ce laboratoire céleste : “Déterminer le nombre d'objets de faible masse présents au sein de la Nébuleuse d'Orion permet de contraindre les théories actuelles de formation stellaire. Nous réalisons aujourd'hui que le processus de formation de ces objets de faible masse dépend étroitement de leur environnement.”

Cette nouvelle image a suscité un réel engouement parce qu'elle révèle l'existence insoupçonnée d'un grand nombre d'objets de très faible masse, ce qui invite à penser que la Nébuleuse d'Orion engendre probablement bien plus d'objets de faible masse que d'autres régions de formation stellaire situées à plus grande proximité de la Terre et caractérisées par une plus faible activité.

Les astronomes recensent le nombre d'objets de masses différentes qui se sont formés au sein de régions semblables à la Nébuleuse d'Orion afin de mieux comprendre le processus de formation stellaire [3]. Avant cette étude, les objets arboraient en majorité des masses voisines du quart de celle de notre Soleil. La découverte, au sein de la Nébuleuse d'Orion, d'un grand nombre de nouveaux objets de masses nettement inférieures se traduit par l'existence d'un second maximum, positionné à une valeur bien inférieure, sur la courbe de distribution des étoiles en fonction de leurs masses.

Ces observations invitent par ailleurs à penser que le nombre d'objets de dimension planétaire doit être nettement supérieur aux estimations antérieures. La technologie requise pour observer ces objets facilement n'existe pas à ce jour. Une telle mission incombera au futur Télescope Géant Européen  (E-ELT) de l'ESO, programmé pour être opérationnel dès 2024.

Holger Drass (Institut d'Astronomie, Université de la Ruhr, Bochum, Allemagne ; Université Pontificale Catholique du Chili, Santiago, Chili), principal auteur de cette étude, s'enthousiasme : “Notre résultat me semble augurer d'une nouvelle ère dans notre connaissance de la formation planétaire et stellaire. Tant de planètes se situent à la limite de nos capacités d'observation actuelles qu'à mon sens, nous ne pouvons qu'espérer découvrir une multitude de planètes de taille inférieure à celle de la Terre au moyen de l'E-ELT.”

Notes

[1] Les nébuleuses telle que celle d'Orion constituent également ce que l‘on appelle des régions HII, riches en hydrogène ionisé. Ces vastes nuages de gaz interstellaire sont des sites de formation stellaire dans l'Univers.

[2] La Nébuleuse d'Orion se situe à quelque 1350 années lumière de la Terre.

[3] Cette information permet de connaître ce que l'on nomme la Fonction de Masse Initiale (IMF) – une façon de décrire le nombre d'étoiles de masses différentes qui composent une population stellaire à sa naissance. S'ensuit un aperçu des origines de la population stellaire en question. En d'autres termes, construire une IMF précise et disposer d'une solide théorie pour rendre compte de l'origine de l'IMF revêt une importance capitale dans l'étude de la formation stellaire.

Plus d'informations

Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé “The bimodal initial mass function in the Orion Nebula Cloud”, par H. Drass et al., paru au sein de la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

L'équipe est composée de H. Drass (Institut d'Astronomie, Université de la Ruhr, Bochum, Allemagne; Université Pontificale Catholique du Chili, Santiago, Chili), M. Haas (Institut d'Astronomie, Université de la Ruhr, Bochum, Allemagne), R. Chini (Institut d'Astronomie, Université de la Ruhr, Bochum, Allemagne; Université Catholique du Nord, Antofagasta, Chili), A. Bayo (Université de Valparaíso, Valparaíso, Chili; Institut Max Planck dédié à l'Astronomie, Königstuhl, Allemagne), M. Hackstein (Institut d'Astronomie, Université de la Ruhr, Bochum, Allemagne), V. Hoffmeister (Institut d'Astronomie, Université de la Ruhr, Bochum, Allemagne), N. Godoy (Université de Valparaíso, Valparaíso, Chili) et N. Vogt (Université de Valparaíso, Valparaíso, Chili).

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 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 (VST) 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 39 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

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Valparaíso / Königstuhl, Chile / Germany
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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso1625.