lundi 8 juin 2015

Surprise dans le Centre Galactique

Il se passe toujours des choses au centre de notre galaxie. Des astronomes allemands aidés de collègues américains, ont fait une découverte surprenante : ils ont trouvé environ 20 disques de poussière et de gaz en rotation autour d’étoiles très grosses et chaudes, au sein d’amas d’étoiles, alors que de tels disques ne devraient pas survivre dans un tel milieu.


C’est l’intense rayonnement ultra-violet des étoiles qui aurait dû détruire ces disques de poussière gazeux. Les deux amas d’étoiles en question sont appelés l’amas du Quintuplet et l’amas des Arches. Ils sont vieux d’à peine quelques millions d’années et contiennent donc des étoiles très jeunes, et très massives (jusqu’à des masses de 100 fois celle du Soleil), et très chaudes (10 fois plus chaudes que le Soleil).  Ce à quoi s’attendent généralement les astronomes face à ce type d’étoiles monstres, c’est qu’elles dispersent toute la matière résiduelle autour d’elle par leur rayonnement en moins d’un million d’année. Clairement, la découverte publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics par Andrea Stolte de l’université de Bonn, et ses collaborateurs, contredit la théorie de la survie de disques de poussières et de gaz dans les nurseries stellaires, et elle indique qu’il doit probablement exister des processus encore incompris dans ces riches amas d’étoiles du centre galactique.
Les observations ont été effectuées grâce au Very Large Telescope de l’ESO au Chili d’une part et au télescope spatial Hubble d’autre part, qui ont tous les deux permis de produire des images en proche infra-rouge, les seules longueurs d’ondes transperçant les épais nuages de poussières obscurcissant le cœur de la galaxie dans le visible.

Les amas d'étoiles du Quintet et des Arches dans la zone du centre galactique. HST/Spitzer composite: NASA, ESA, D.Q.Wang (UMass), JPL, S. Stolovy (Spitzer Science Center)
Les astronomes sont certes perplexes face au constat de la survie de ces disques circumstellaires, mais ils tentent maintenant d’en trouver une explication. Ils évoquent ainsi deux possibilités : soit ces disques de poussière et de gaz ont une exceptionnelle résistance face au rayonnement UV agressif des étoiles massives, soit il existe un mécanisme inconnu qui les recharge en permanence par une matière fraiche. Quand des étoiles vivent en couple comme c’est très souvent le cas, la plus grosse peut fournir de la matière à sa compagne plus petite par des effets gravitationnels. Par ce biais, il est possible qu’une partie du gaz soit transférée également au disque circumstellaire qui entoure le couple, avec un taux qui compenserait la perte par destruction radiative. C’est vers cette seconde hypothèse que penchent les auteurs de la découverte.  En effet de nombreux phénomènes de transfert de matière ont déjà été observés au sein de couples serrés dans des environnements  de formation intense d’étoiles.

Et il existe également une conséquence intéressante de la survie de ces disques de matière, qui n’avait encore jamais été imaginée possible dans un environnement comme celui du centre galactique : la formation de planètes. Si cette matière est en quantité suffisante durant une durée suffisamment importante, rien n’exclut la production de petits corps solides autour de ces très jeunes étoiles massives… En extrapolant, cette hypothèse ouvre la perspective de l’existence de planètes très tôt dans l’histoire de l’Univers, dès l’apparition des premières étoiles.


Source : 
Circumstellar discs in Galactic centre clusters: Disc-bearing B-type stars in the Quintuplet and Arches clusters
Stolte et al.,
Astronomy & Astrophysics 578, A4 (2015)