De nouvelles images Web révèlent des vues à couper le souffle sur la nébuleuse d’Orion
« Nous sommes époustouflés par les images à couper le souffle de la nébuleuse d’Orion. Nous avons lancé ce projet en 2017, nous avons donc attendu plus de cinq ans pour obtenir ces données », a déclaré l’astrophysicienne occidentale Els Peeters.
Ces images ont été obtenues dans le cadre du programme Early Release Science Photodissociation Regions for All (PDRs4All ID 1288) sur JWST. Co-dirigé par Peeters, Olivier Berné, chercheur au CNRS, et Emilie Habart, professeure associée à l’Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS), PDRs4All est une collaboration internationale qui implique une équipe de plus d’une centaine de scientifiques dans 18 des pays. Parmi les autres astrophysiciens de l’Université Western impliqués dans PDRs4All figurent Jan Cami, Ameek Sidhu, Ryan Chown, Bethany Schefter, Sofia Pasquini et Baria Kahn.
Jeune étoile avec un disque à l’intérieur de son cocon : Planète formant des disques de gaz et de poussière autour d’une jeune étoile. Ces disques sont dissipés ou “photo-évaporés” en raison du fort champ de rayonnement des étoiles proches du Trapèze créant un cocon de poussière et de gaz autour d’eux. Près de 180 de ces disques de photo-évaporation illuminés de l’extérieur autour de jeunes étoiles (alias Proplyds) ont été découverts dans la nébuleuse d’Orion, et HST-10 (celui de l’image) est l’un des plus grands connus. L’orbite de Neptune est montrée à titre de comparaison.
Filaments : Toute l’image est riche en filaments de différentes tailles et formes. L’encart ici montre des filaments minces et sinueux qui sont particulièrement riches en molécules d’hydrocarbures et en hydrogène moléculaire.
θ2 Orionis A : L’étoile la plus brillante sur cette image est θ2 Orionis A, une étoile qui est juste assez brillante pour être vue à l’œil nu depuis un endroit sombre sur Terre. La lumière stellaire qui se reflète sur les grains de poussière provoque la lueur rouge dans son environnement immédiat.
Jeune étoile à l’intérieur d’un globule : lorsque des nuages denses de gaz et de poussière deviennent gravitationnellement instables, ils s’effondrent en embryons stellaires qui deviennent progressivement plus massifs jusqu’à ce qu’ils puissent commencer la fusion nucléaire dans leur noyau – ils commencent à briller. Cette jeune étoile est encore enchâssée dans son nuage natal.
Crédit : NASA, ESA, CSA, Réduction et analyse des données : PDRs4All ERS Team ; traitement graphique S. Fuenmayor & O. Berne
“Ces nouvelles observations nous permettent de mieux comprendre comment les étoiles massives transforment le nuage de gaz et de poussière dans lequel elles sont nées”, a déclaré Peeters. Elle est professeur d’astronomie occidentale et membre du corps professoral de la Institut d’exploration de la Terre et de l’espace.
“Les jeunes étoiles massives émettent de grandes quantités de rayonnement ultraviolet directement dans le nuage natif qui les entoure toujours, ce qui modifie la forme physique du nuage ainsi que sa composition chimique. Comment cela fonctionne-t-il précisément et comment cela affecte-t-il davantage la formation d’étoiles et de planètes n’est pas encore bien connu.
Les images récemment publiées révèlent de nombreuses structures spectaculaires à l’intérieur de la nébuleuse, jusqu’à des échelles comparables à la taille du système solaire.
« Nous voyons clairement plusieurs filaments denses. Ces structures filamenteuses pourraient favoriser une nouvelle génération d’étoiles dans les régions plus profondes du nuage de poussière et de gaz. Des systèmes stellaires déjà en formation apparaissent également », a déclaré Berné. « À l’intérieur de son cocon, de jeunes étoiles avec un disque de poussière et de gaz dans lequel se forment des planètes sont observées dans la nébuleuse. De petites cavités creusées par de nouvelles étoiles soufflées par le rayonnement intense et les vents stellaires des étoiles naissantes sont également clairement visibles.
Les proplydes, ou disques protoplanétaires ionisés, consistent en une protoétoile centrale entourée d’un disque de poussière et de gaz dans lequel se forment les planètes. Dispersés à travers les images se trouvent plusieurs jets protostellaires, des écoulements et des étoiles naissantes incrustées dans la poussière.
“Nous n’avons jamais été en mesure de voir les détails complexes de la façon dont la matière interstellaire est structurée dans ces environnements, et de comprendre comment les systèmes planétaires peuvent se former en présence de ce rayonnement agressif. Ces images révèlent l’héritage du milieu interstellaire dans les systèmes planétaires », a déclaré Habart.
Nébuleuse d’Orion : JWST contre le télescope spatial Hubble (HST) : La région intérieure de la nébuleuse d’Orion vue à la fois par le télescope spatial Hubble (à gauche) et le télescope spatial James Webb (à droite). L’image HST est dominée par l’émission de gaz ionisé chaud, mettant en évidence le côté de la barre d’Orion qui fait face à l’amas de trapèze (en haut à droite de l’image). L’image JWST montre également le matériau moléculaire plus froid qui est légèrement plus éloigné de l’amas du trapèze (comparez l’emplacement de la barre d’Orion par rapport à l’étoile brillante θ2 Orionis A par exemple). La vision infrarouge sensible de Webb peut en outre scruter à travers d’épaisses couches de poussière et voir des étoiles plus faibles. Cela permettra aux scientifiques d’étudier ce qui se passe au plus profond de la nébuleuse.
Credit: NASA, ESA, CSA, PDRs4All ERS Team; image processing Olivier Berné.
Crédit pour l’image HST : NASA/STScI/Rice Univ./C.O’Dell et al. – Identifiant du programme : PRC95-45a. Détails techniques : L’image HST utilise la mosaïque WFPC2. Cette image composite utilise [OIII] (bleu), hydrogène ionisé (vert) et [NII] (rouge).
Évolution analogique
La nébuleuse d’Orion a longtemps été considérée comme un environnement similaire au lieu de naissance du système solaire (quand elle s’est formée il y a plus de 4,5 milliards d’années). C’est pourquoi les scientifiques s’intéressent actuellement à l’observation de la nébuleuse d’Orion. Ils espèrent comprendre, par analogie, ce qui s’est passé durant le premier million d’années d’évolution de notre planète.
Parce que les noyaux des pépinières stellaires comme la nébuleuse d’Orion sont obscurcis par de grandes quantités de poussière d’étoiles, il est impossible d’étudier ce qui se passe à l’intérieur en lumière visible avec un télescope comme celui-ci. Le télescope spatial Hubble. Webb détecte les fichiers lumière infrarouge du cosmos, permettant aux astronomes de voir cette couche de poussière et de détecter les mouvements qui se produisent dans les profondeurs de la nébuleuse.
L’intérieur de la nébuleuse d’Orion vu par le télescope spatial Spitzer (à gauche) et le télescope spatial James Webb (à droite). Les deux images ont été enregistrées à l’aide d’un filtre très sensible à l’émission de poussière d’hydrocarbures qui brille sur toute l’image. Cette comparaison démontre étonnamment à quel point les images de Webb sont précises par rapport à leur prédécesseur infrarouge, le télescope spatial Spitzer. Cela ressort immédiatement des filaments complexes, mais l’œil vif de Webb nous permet également de mieux distinguer les étoiles des globules et disques protoplanétaires.
Crédits image NIRCam : NASA, ESA, CSA, PDRs4All ERS Team ; Traitement d’image par Olivier Bernet.
Crédit gambar Spitzer : NASA/JPL-Caltech/T. Meggeth (Université de Toledo, Ohio)
Détails techniques : L’image Spitzer montre une lumière infrarouge à 3,6 microns capturée par la caméra infrarouge Spitzer Array (IRAC). L’image JWST montre la lumière infrarouge à 3,35 m capturée par le JWST NIRCam. Les pixels noirs sont des artefacts causés par le détecteur saturé d’étoiles brillantes.
“Observer la nébuleuse d’Orion a été un défi car elle était trop brillante pour un appareil sensible Webb sans précédent. Mais Webb est incroyable, Webb peut aussi observer des galaxies lointaines et faibles.”[{“attribut=””>JupiteretOrionquisontparmilessourceslesplusbrillantesducielinfrarouge”adéclaréBerné[{”attribute=””>JupiterandOrionwhicharesomeofthebrightestsourcesintheinfraredsky”saidBerné
Au cœur de la nébuleuse d’Orion se trouve l’amas trapézoïdal (également connu sous le nom de Thêta Orionis), qui a été découvert par Galilée. Il contient de jeunes étoiles massives dont le rayonnement ultraviolet intense façonne le nuage de poussière et de gaz. Comprendre comment ce rayonnement intense impacte leur environnement est une question clé pour comprendre la formation de systèmes stellaires comme notre propre système solaire.
« Voir ces premières images de la nébuleuse d’Orion n’est que le début. L’équipe PDRs4All travaille dur pour analyser les données d’Orion et nous attendons de nouvelles découvertes sur ces premières phases de la formation des systèmes stellaires », a déclaré Habart. “Nous sommes ravis de faire partie du voyage de découvertes de Webb.”
Webb est le le télescope spatial le plus puissant jamais créé dans l’histoire humaine. Il a été développé en partenariat avec Nasala Agence spatiale européenne, et l’Agence spatiale canadienne (ASC), et dispose d’un miroir emblématique de 6,5 mètres de large, composé d’un motif en nid d’abeille de 18 segments de miroir hexagonaux recouverts d’or et d’un pare-soleil en forme de losange à cinq couches de la taille de un court de tennis. En tant que partenaire, l’ASC reçoit une part garantie du temps d’observation de Webb, ce qui fait des scientifiques canadiens parmi les premiers à étudier les données recueillies par le télescope spatial le plus perfectionné jamais construit.
