Le puissant télescope spatial James Webb est un puissant outil technologique. Les astrophysiciens l’ont conçu pour la première fois il y a plus de 20 ans, et après de nombreux rebondissements, il a été lancé le 25 décembre 2021. Il est maintenant en orbite de halo au Point Soleil-Terre L2où il continuera, espérons-le, à fonctionner pendant 20 ans.
Cela ne fait que quelques mois que ses premières images ont été publiées, et il progresse déjà dans la réponse à certaines des questions les plus convaincantes de l’Univers.
Dans une image récemment publiée, le JWST a scruté au plus profond d’énormes nuages de gaz et de poussière pour regarder de jeunes étoiles prendre vie dans leurs cocons stellaires.
L’une des premières images du JWST était celle des « falaises cosmiques ». Les falaises cosmiques sont le bord d’une région active de formation d’étoiles dans NGC 3324, un amas d’étoiles près de la nébuleuse Carina.
L’image montre l’intense énergie ultraviolette des jeunes étoiles chaudes qui façonnent la région, creusant des cavités caverneuses et laissant des tours de gaz qui résistent au rayonnement.
Nous nous sommes tous émerveillés de cette image en juillet, mais les scientifiques l’ont creusée pour en savoir plus sur la région et l’activité de formation d’étoiles qui s’y déroule. Le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (MNRAS) ont publié un article présentant les résultats de leurs travaux.
Il s’intitule “Plongée profonde au large des « falaises cosmiques » : des écoulements précédemment cachés dans NGC 3324 révélés par JWST.” L’auteur principal est l’astronome Megan Reiter de l’Université Rice à Houston, au Texas.
Les chercheurs ont examiné l’image Webb de plus près et ont trouvé plus de deux douzaines de sorties de jeunes étoiles chaudes qui n’avaient pas été vues auparavant. Il y a de tout, des “petites fontaines aux mastodontes gargouillants”, selon un communiqué de presse annonçant les résultats. Certains des écoulements s’étendent à plusieurs années-lumière de leur étoile.
“Ce que Webb nous donne est un instantané à temps pour voir à quel point la formation d’étoiles se passe dans ce qui pourrait être un coin plus typique de l’univers que nous n’avons pas pu voir auparavant”, a déclaré Reiter.
Les puissantes capacités infrarouges du JWST ont alimenté cette étude. Il peut se concentrer sur l’hydrogène moléculaire, l’ingrédient principal des étoiles. C’est un excellent traceur de l’activité de formation d’étoiles, car à mesure que les jeunes étoiles grandissent, elles absorbent l’hydrogène et en rejettent une partie dans les jets et les écoulements polaires. C’est appelé rétroaction stellaireet ces jets creusent des cavernes dans les nuages de gaz et de poussière de l’image.
Les jeunes protoétoiles encore en formation sont masquées par les nuages moléculaires denses qui les engendrent. Mais le JWST a le pouvoir de voir à l’intérieur de ces nuages. L’examen des jeunes étoiles à l’intérieur des nuages est l’un des quatre principaux objectifs scientifiques du télescope.
“Webb pourra voir à travers et dans d’énormes nuages de poussière opaques aux observatoires à lumière visible comme Hubble, où les étoiles et les systèmes planétaires sont en train de naître”, a expliqué un site Web de la NASA bien avant que le télescope ne soit achevé et lancé.
Maintenant, nous voyons tous ces mots se réaliser.
“Des jets comme ceux-ci sont des panneaux indicateurs pour la partie la plus excitante du processus de formation d’étoiles. Nous ne les voyons que pendant une brève fenêtre de temps lorsque la protoétoile s’accrétise activement”, a expliqué le co-auteur Nathan Smith de l’Université d’Arizona à Tucson.
Plus les astronomes en apprennent sur les jeunes étoiles qui se forment ailleurs, plus ils en apprennent sur la formation de notre propre Soleil et sur la naissance de notre système solaire. Le JWST élargit et approfondit notre compréhension des mécanismes complexes derrière leur formation.
“Cela ouvre la porte à ce qui sera possible en termes d’observation de ces populations d’étoiles nouveau-nées dans des environnements assez typiques de l’Univers qui étaient invisibles jusqu’au télescope spatial James Webb”, a ajouté Reiter.
“Nous savons maintenant où chercher ensuite pour explorer quelles variables sont importantes pour la formation d’étoiles semblables au Soleil.”
Les jets de sortie dans les premiers stades de la formation des étoiles sont difficiles à observer car ils se produisent à l’intérieur d’un épais manteau de gaz et ne durent que pendant une brève période. Les jets ne peuvent couler que pendant quelques milliers d’années, peut-être dix mille. À l’aide des puissants filtres du JWST, les astronomes ont examiné certains des jets et des écoulements auxquels l’image originale de Cosmic Cliffs faisait allusion.
“Dans l’image publiée pour la première fois en juillet, vous voyez des indices de cette activité, mais ces jets ne sont visibles que lorsque vous vous lancez dans cette plongée profonde – en disséquant les données de chacun des différents filtres et en analysant chaque zone seule”, a partagé Jon Morse, membre de l’équipe. du California Institute of Technology de Pasadena.
“C’est comme trouver un trésor enfoui.”
Comprendre comment les jeunes étoiles se forment est l’une des principales quêtes de l’astrophysique aujourd’hui. La lumière collective des premières étoiles a contribué à la réionisation de l’Univers primitif. Avant le Époque de réionisation, un épais brouillard de gaz primordial obscurcissait l’Univers. Pendant la réionisation, la lumière des jeunes étoiles a aidé à éliminer la brume de l’Univers et a permis à la lumière de voyager.
Mais les astrophysiciens ne savent pas comment ces premières étoiles se sont formées, et répondre à cette question est l’un des principaux objectifs scientifiques du JWST. Le JWST peut voir des objets fortement décalés vers le rouge depuis les premiers jours de l’Univers, mais il ne peut pas distinguer les étoiles individuelles.
C’est pourquoi ces images nouvellement publiées sont essentielles. Les astrophysiciens ne peuvent pas étudier la formation des toutes premières étoiles, mais ils peuvent observer les jeunes étoiles se former aujourd’hui et progresser vers une compréhension plus solide de l’époque de la réionisation.
Ce n’est pas la première fois que les astronomes étudient les jeunes étoiles qui se forment dans cette région. Le Hubble l’a regardé il y a 16 ans.
Et bien que le Hubble ne puisse pas discerner autant de détails que le James Webb, il en a révélé suffisamment pour que les auteurs de l’étude comparent l’évolution des jets et des débits au cours des années intermédiaires.
Les mesures montrent la vitesse et la direction dans lesquelles les jets se déplacent, détails nécessaires pour comprendre les jeunes étoiles.
Ce sont des images de diffusion précoce (ERO) et ne sont que le début du JWST et de son étude de la formation stellaire.
“De futures observations permettront une analyse quantitative de l’excitation, des taux de perte de masse et des vitesses de ces nouveaux flux”, écrivent les auteurs.
“En tant que région relativement modeste de formation d’étoiles massives, NGC 3324 offre un aperçu de ce que les études de formation d’étoiles avec JWST peuvent fournir.”
Les observations futures seront plus approfondies et détaillées. Ils contribueront à éclairer encore plus l’un des sujets les plus brûlants de l’astronomie : comment les jeunes étoiles entraînent la formation planétaire.
Les mécanismes de rétroaction marquent les jeunes étoiles. Ils continuent de croître et, à mesure qu’ils accumulent du gaz des nuages dans lesquels ils sont intégrés, ils en rejettent une partie dans leur environnement avec leurs jets. Les sorties de gaz contribuent à façonner leurs disques protoplanétaires et la formation de planètes comme la nôtre.
Une meilleure compréhension de ces écoulements conduit à une meilleure compréhension des planètes et, par extension complexe, de la probabilité que la vie apparaisse ailleurs.
Notre système solaire s’est probablement formé dans un amas similaire à celui de cette étude. Les astronomes ne sont pas encore certains, mais en découvrant les détails dans NGC 3324, ils pourraient faire la lumière sur nos origines.
Nous vivons dans l’Univers “Ere stellifère“, selon le livre”Les cinq âges de l’univers” À cette époque, la matière est principalement organisée en étoiles, galaxies et amas de galaxies. Les étoiles produisent la majeure partie de l’énergie de l’Univers et le feront pendant longtemps. Puisque les étoiles fournissent l’énergie nécessaire à la vie, l’ère stellifère pourrait facilement être appelée le Ère de la vie.
Le JWST peut recueillir la lumière ancienne des premières étoiles et galaxies et scruter au plus profond des cocons stellaires pour nous montrer comment les étoiles naissent. Les résultats sont des connaissances scientifiques fascinantes, mais en plus de répondre à nos questions scientifiques, le JWST fait autre chose. Il donne un contexte à l’existence de l’humanité dans l’ère de la vie de l’Univers.
Le Soleil n’est pas différent des autres étoiles. Les mêmes forces ont conduit à sa naissance et à son évolution, et le Soleil aurait émis les mêmes écoulements et jets polaires que les jeunes étoiles de cette image. Ces mécanismes de rétroaction auraient façonné le disque protoplanétaire dans lequel la Terre s’est formée.
Ainsi, chaque fois que nous voyons des images de jeunes stars ailleurs, nous apprenons quelque chose sur nos origines. Nous avons la chance d’avoir le télescope spatial James Webb pour nous montrer ces vues saisissantes et saisissantes de la naissance des étoiles. Le détail magnifique et exquis transporte l’esprit le long de l’œil. Nous pouvons nous asseoir et nous demander si autour de chacun, la vie, ou même une autre civilisation, pourrait naître.
Cet article a été initialement publié par Univers aujourd’hui. Lis le article original.
