Les astronomes utilisant le télescope spatial James Webb (JWST) ont découvert un rayonnement ultraviolet (UV) de haute énergie entourant cinq étoiles en développement dans la région de formation d’étoiles d’Ophiuchus. Cette découverte remet en question les modèles existants sur la naissance des étoiles, car les jeunes protoétoiles ne devraient pas être capables d’émettre un rayonnement d’une telle énergie.
Le puzzle du rayonnement stellaire précoce
Les protoétoiles représentent la première étape du cycle de vie d’une étoile. Ils se forment lorsque des poches denses de gaz et de poussière s’effondrent sous l’effet de la gravité, rassemblant la masse de leur environnement avant de déclencher la fusion nucléaire dans leur noyau. Ces jeunes étoiles devraient être enfouies dans d’épais nuages de matière, les protégeant de la production d’un rayonnement UV important. Les observations du JWST révèlent que cette attente n’est pas toujours vraie.
Des chercheurs de l’Institut Max Planck et de l’Université Nicolas Copernic ont découvert que ces protoétoiles du nuage d’Ophiuchus – situé à environ 450 années-lumière – présentaient des émissions UV malgré leur stade précoce de développement. «C’est la première surprise», explique Agata Karska, du Centre de technologies interdisciplinaires modernes. « Les jeunes étoiles ne sont pas capables d’être une source de rayonnement… et pourtant nous avons montré que les UV se produisent à proximité des protoétoiles. »
Comment la découverte a été faite
L’équipe a utilisé l’instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) de JWST pour étudier le nuage moléculaire d’Ophiuchus, qui contient de nombreuses étoiles jeunes et énergétiques. En se concentrant sur les émissions d’hydrogène moléculaire – qui deviennent visibles lorsque les ondes de choc des flux stellaires chauffent le gaz environnant – ils ont détecté des signatures UV inattendues. L’hydrogène moléculaire est difficile à observer directement car sa basse température le rend invisible à de nombreuses longueurs d’onde. Cependant, les instruments du JWST ont permis à l’équipe de retracer ces émissions et de confirmer la présence de rayonnement UV autour des protoétoiles.
Sources internes et externes
La source du rayonnement UV reste une question clé. Les premières théories faisaient état d’étoiles massives proches émettant des radiations qui se déversaient sur les protoétoiles. Cependant, après avoir pris en compte les distances entre les étoiles et la capacité de la poussière à absorber la lumière UV, les chercheurs ont écarté cette explication externe. La cohérence de la signature UV des protoétoiles dans des conditions externes variables suggère que le rayonnement provient de processus au sein des systèmes protoétoiles eux-mêmes.
Les sources internes possibles incluent des chocs lorsque de la matière tombe sur la protoétoile ou de puissants jets de matière jaillissant de la jeune étoile. L’équipe prévoit de continuer à étudier la région en utilisant JWST pour analyser le gaz, la poussière et la glace entourant ces étoiles en développement, dans l’espoir d’identifier le mécanisme exact à l’origine de ce rayonnement inattendu.
Cette découverte souligne que notre compréhension de la formation des étoiles pourrait être incomplète. La présence de rayonnement UV dans les protoétoiles nécessite une réévaluation de la manière dont ces premiers systèmes stellaires fonctionnent et interagissent avec leur environnement.
