vendredi 3 février 2017

L'explosion du coeur moléculaire d'Orion vue par ALMA


Les étoiles les plus massives se forment au sein d’amas denses où les interactions gravitationnelles avec des étoiles voisines sont communes. Les deux étoiles massives en formation les plus proches de nous, nommées BN (environ 10 masses solaires) et Source I (6 masses solaires) sont localisées juste derrière la grande nébuleuse d’Orion ; elles apparaissent avoir été éjectées dans des directions opposées par de telles interactions, et elles ne sont pas seules…




Les astrophysiciens mesurent la vitesse de BN et Source I qui est respectivement de 29 km/s et 13 km/s. Ils parviennent aussi à dire que l’interaction remonte à 500 ans dans le passé. Or des nouvelles observations effectuées avec le réseau ALMA (Atacama Large Millimeter Array) viennent de montrer avec des détails encore jamais vus que de multiples traînées de gaz à symétrie sphérique paraissent toutes converger vers le même point, origine d’une véritable explosion de gaz.
C’est plus d’une centaine de jets de gaz ayant des vitesses s’élevant jusqu’à 150 km/s qui sont observés en observant la raie d’émission du CO.  Qui plus est, une troisième étoile, appelée Source n, montre le même type de trajectoire, avec une direction semblable à celle de Source I.
John Bally (Université du Colorado) et ses collègues ont produit cette image en fausses couleurs où sont figurées les directions des étoiles du groupe éjectées (marquées par une croix)  ainsi que celles des flots de gaz CO (en rouge). Les flèches indiquent les directions de BN (vers le haut à droite) et Source I (vers le bas à gauche). On y voit également l’émission de l’hydrogène moléculaire ayant subi une onde de choc (en  cyan) et des protrusions d’hydrogène en forme de doigts (en jaune) toutes concentriques.

Dans certaines directions, ces « doigts » d’hydrogène s’étendent deux fois plus loin que les éjectas de monoxyde de carbone, moins véloces. Ces déviations de la symétrie sphérique pourraient être dues, d’après les chercheurs qui publient cette étude dans The Astrophysical Journal, à la dynamique des interactions à N corps qui est à l’origine de l’éjection des étoiles est de l’explosion de gaz. Dans leur scénario le plus probable, John Bally et ses collaborateurs évoquent l’interaction gravitationnelle d’au moins quatre étoiles, BN ayant pu être initialement un système binaire, qui s’est retrouvé disloqué. Les interactions chaotiques du groupe d’étoiles les auraient non seulement toutes éjectées dans différentes directions, mais elles en auraient fait de même avec le gaz environnant, menant aux formes observées aujourd’hui, 500 ans plus tard.

Les chercheurs calculent que la quantité d’énergie libérée lors de cet événement déstabilisant est de l’ordre de 1048 erg (1041 J) et peut avoir eu pour origine l’énergie potentielle gravitationnelle associée à la formation d’une binaire compacte ou d’une fusion d’un système protostellaire. L’OMC 1 (Orion Molecular Core 1) où se déroule cette étonnante explosion pourrait ainsi être le siège d’un prototype d’une nouvelle classe d’événements responsables de l’émission transitoire infra-rouge qui est parfois visible dans les galaxies proches.

Référence

THE ALMA VIEW OF THE OMC1 EXPLOSION IN ORION
John Bally et al.
A paraître dans The Astrophysical Journal


Illustration

La région de OMC1 montrant les conséquences de l'"explosion" ayant eu lieu il y a 500 ans (Adam Ginsburg (ESO) / John Bally (University of Colorado)