La nébuleuse de la Tarentule, également appelée 30 Doradus, est la région de formation d’étoiles la plus brillante de notre partie de la galaxie. Il se trouve dans le Grand Nuage de Magellan (LMC) et contient les étoiles les plus massives et les plus chaudes que nous connaissions. La nébuleuse de la Tarentule est une cible récurrente pour Hubble depuis les premières années du télescope.
La formation d’étoiles est un processus extrêmement détaillé, et les régions de formation d’étoiles brillantes de la nébuleuse de la tarentule sont un laboratoire naturel pour étudier l’interaction entre les étoiles, le gaz et la poussière. Cette image provient de deux programmes d’observation Hubble visant 30 Doradus. Scylla étudie comment la poussière interstellaire interagit avec la lumière des étoiles dans une variété d’environnements, et Ulysse étudie les étoiles elles-mêmes dans 30 Doradus.
30 Doradus regorge de cibles d’observation intéressantes. Cette image en vedette montre principalement l’amas d’étoiles NGC 2060. NGC 2060 est un amas d’étoiles lâche dans l’une des superbulles de la nébuleuse, une cavité de centaines d’années-lumière de diamètre. L’amas a environ 10 millions d’années.
Pour le contexte, l’image ci-dessous est une image large de la nébuleuse de la tarentule montrant où se trouve l’image de Hubble.
Les astronomes peuvent étudier de multiples aspects de la formation des étoiles dans la région. Plusieurs programmes d’observation par plusieurs télescopes au fil des ans ont étudié comment les étoiles chaudes, jeunes et massives forment des bulles dans le gaz. Ils ont également étudié des étoiles étranges en rotation rapide. Ils ont étudié les couloirs sombres de poussière épaisse et de globules de Bok. Il y a même des restes de supernova dans les régions, ainsi que des régions HII. Presque tous les objets d’étude sont présents dans la région, et il y a même un trou noir de masse stellaire. La région est scientifiquement importante parce qu’elle permet multi-époque sondages, ce qui signifie que les astronomes peuvent étudier les étoiles à tous les stades de l’évolution.
L’étoile en rotation rapide dans l’image est nommée VFTS 102. VFTS (VLT-FLAMES Tarantula Survey) est le nom d’un sondage d’étoiles dans la région qui cherchait à caractériser plus de 900 étoiles. L’une des choses que VFTS a étudiées est la façon dont la rotation affecte l’évolution des étoiles. VFTS 102 est la deuxième étoile massive dont nous connaissons la rotation la plus rapide, et elle tourne à environ deux millions de kilomètres par heure. Il tourne si rapidement que la force centripète aplatit l’étoile, formant un disque de matière stellaire autour d’elle. Il a peut-être gagné une vitesse aussi élevée en raison d’interactions avec un compagnon binaire.
TLD1 dans l’image est un amas de jeunes étoiles âgées en moyenne d’environ 3,3 millions d’années. Ces étoiles ont soufflé la majeure partie du gaz dans leur voisinage et sont clairement visibles sous la forme d’un amas d’étoiles bleues chaudes. Lorsque les nuages moléculaires géants se sont effondrés pour former 30 Doradus, ils se sont fragmentés en feuilles, filaments et amas où des étoiles se sont ensuite formées. TLD1 s’est probablement formé là où les feuilles et les filaments se sont croisés. Cela peut canaliser le gaz de formation d’étoiles dans une région plus petite, donnant naissance à des amas d’étoiles contemporaines.
Deux régions HII sont étiquetées dans l’image, bien que certains considèrent la nébuleuse entière comme une région HII. Les régions HII sont de l’hydrogène ionisé. Ils sont créés lorsque de jeunes étoiles massives nouvellement formées ionisent l’hydrogène avec un puissant rayonnement UV. Les UV font que les atomes d’hydrogène perdent leurs électrons, donnant à l’atome une charge positive. Les régions HII peuvent atteindre des températures allant jusqu’à 10 000 Kelvin (1700 C; 3100 F.)
Le gaz HII fait partie du processus de formation des étoiles. Les jeunes étoiles massives qui créent le HII creusent également des cavités dans le gaz environnant. Comme le HII est plus chaud, il s’écoule dans ces cavités. Il peut percuter un gaz plus dense et plus froid au bord de ces cavités, et l’onde de choc qui en résulte peut déclencher une nouvelle naissance d’étoiles. Le cluster TLD1 dans l’image a commencé comme une région HII, et les étoiles qui s’y sont formées ont finalement expulsé tout l’hydrogène gazeux. Les régions HII de l’image seront probablement des amas d’étoiles à l’avenir.
L’une des joies des nouveaux télescopes comme le télescope spatial James Webb est qu’il nous donne une nouvelle vue puissante d’une région ou d’un objet familier dans l’espace. C’est le cas du JWST et de la nébuleuse de la tarentule. La puissance du JWST a révélé des dizaines de milliers d’étoiles jamais vues auparavant. Ces étoiles sont enveloppées de poussière qui est restée impénétrable jusqu’à ce que le JWST commence à fonctionner.
Les astronomes du passé seraient choqués par la qualité des images astronomiques disponibles aujourd’hui. En quelques clics de souris, toute personne intéressée peut contempler avec émerveillement des régions comme la nébuleuse de la Tarentule. Mais il n’en a pas toujours été ainsi. Il y a seulement quelques décennies, des images brutes avec des étiquettes dessinées à la main étaient les outils du commerce astronomique.
La nébuleuse de la tarentule continuera d’attirer notre attention pendant encore longtemps. Les astronomes l’appellent parfois “pierre de Rosette” parce qu’il contient tout, des nuages de gaz froid – les précurseurs des étoiles – jusqu’aux restes de supernova, les états finaux des étoiles massives. Sa proximité signifie que les astronomes peuvent étudier dans leur ensemble la façon dont les amas d’étoiles, le gaz et les bulles agissent ensemble, ainsi que les étoiles individuelles en détail.
30 Doradus est véritablement un laboratoire de naissance et d’évolution d’étoiles.
