mardi 9 juillet 2019

G353 : une étoile massive en train de naître observée avec ALMA


Des astronomes japonais viennent de dénicher une étoile massive tout juste en train de se former. Cette proto-étoile est située à 5500 années-lumière et aurait moins de 5000 ans. Une étude parue dans The Astrophysical Journal Letters.




C'est à nouveau avec le réseau ALMA que l'équipe japonaise menée par Kazuhito Motogi (Université de Yamaguchi) a observé ce qui n'est pas encore vraiment une étoile et plus vraiment un nuage de gaz, l'objet nommé G353. G353 est un disque de gaz en train de produire une étoile massive de l'ordre de 10 masses solaires. Ce qui est surprenant selon les chercheurs, c'est que la naissance d'une telle étoile massive possède de nombreux points communs avec le processus donnant naissance à des étoiles de masse beaucoup plus faible. La quasi totalité des étoiles naissantes qui ont pu être observées étaient des étoiles de faible masse. Cette proto-étoile massive est donc une opportunité rare pour étudier et améliorer notre compréhension de la formation des étoiles de toute masse. 

G353 fait donc déjà 10 masses solaires mais elle est encore en train de grossir. Ce qui est également très intéressant avec cette proto-étoile, c'est que son disque de gaz et de poussière est vu quasi de face, avec un angle de seulement 8°, ce qui est là-aussi plutôt rare dans les disques proto-stellaires qu'avaient pu observer ALMA. 
Le rayon du disque de gaz est 8 fois plus grand que l'orbite de Neptune, ça donne une idée de la dimension de cette future étoile et de son système... Et pourtant, il s'agit de l'un des plus petits disques proto-stellaires découverts à ce jour formant des étoiles massives...
Oui mais... Les astrophysiciens japonais ont également découvert une structure gazeuse entourant le disque proto-stellaire, qui forme une sorte d'enveloppe qui s'étale trois fois plus loin que le disque, étonnant... 
Alors que le disque interne a une masse comprise entre 2 et 7 masses solaires, l'enveloppe, elle fait entre 5 et 7 masses solaires selon Kazuhito Motogi.
Et les astrophysiciens calculent le taux de "chute" du gaz de l'enveloppe vers le disque interne, et grâce à cette mesure, ils parviennent à donner un âge à cette proto-étoile : seulement 3000 ans, ce qui fait d'elle la proto-étoile massive la plus jeune que nous connaissons désormais. Kazuhito Motogi et ses collègues ont simplement été les témoins de la phase la plus précoce du grossissement d'une étoile géante.
Un autre élément qui a attiré leur attention, c'est la forme du disque de gaz : il n'est pas uniforme, et c'est encore la première fois qu'une telle asymétrie pour un tel système est observé. Or comme les chercheurs ont trouvé que ce disque est très instable et proche de la fragmentation, ils pensent que la non-uniformité observée pourrait être liée à cette instabilité.
Ce genre d'instabilités menant à des fragmentation sont souvent vues dans des cas d'étoiles beaucoup moins massives, ce qui fait dire aux chercheurs japonais que les processus physiques sont semblables entre petites et grosses futures étoiles. Ce n'était pas évident, car des études antérieures avaient conclu que les processus de formation devaient être différents pour les petites étoiles et pour les grosses. 


Source

The first bird’s-eye view of the gravitationally unstable accretion disk in high mass star-formation
K. Motogi et al. 
The Astrophysical Journal Letters (May 29, 2019)

Illustration

Image de G353.273+0.641 par ALMA. L'émission compacte autour de la proto-étoile, du disque et de l'enveloppe sont montré respectivement en rouge, en jaune et en bleu. L'asymétrie est clairement visible (ESO/NAOJ/NRAO, Motogi et al.)