Cette étoile âgée de 200 ans « éternue » – les astronomes peinent encore à l’expliquer

Les étoiles ne sont pas éternelles. Et l’un des mystères que les astronomes aimeraient réussir à percer, c’est celui de la naissance d’étoiles qui ressemblent à notre Soleil. Ils savent qu’elles voient le jour dans des sortes de pouponnières cosmiques où le gaz et la poussière s’agglomèrent. Il faut pour cela réunir plusieurs masses solaires dans un espace de moins de 0,1 année-lumière. Oui. Et puis ?

Pour en apprendre plus, rien de mieux que l’observation de très jeunes étoiles. Mais la tâche est difficile. Car le disque de matière qui les entoure obscurcit la lumière qu’elles nous envoient.

Une étoile à peine allumée

Un instrument, toutefois, peut révéler la composition des pouponnières d’étoiles : l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma, Chili). Depuis dix ans, une équipe des universités de Kyushu et de Kagawa (Japon) étudie ainsi les jeunes étoiles du nuage moléculaire du Taureau (MC 27), à 450 années-lumière de notre Terre.

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Jeunes étoiles ? Le terme mérite précision. D’abord, rappelons que notre Soleil a environ 4,6 millions d’années. Une étoile de quelque 100 000 ans seulement est qualifiée de « nouvelle née ». Celle que les chercheurs ont étudiée est plus jeune encore. Extraordinairement jeune, même. Ils ont mis la main dessus il y a plusieurs années maintenant. Ils estiment qu’elle s’est allumée il y a quelque chose comme… 200 ans !

Sur cette vue d’artiste, le nuage moléculaire MC 27 et la très jeune protoétoile qui intéresse tant les astronomes japonais depuis des années. © NAOJ

Passage obligé par l’évacuation d’énergie

Dans The Astrophysical Journal Letters, les astronomes racontent comment ils ont mis au jour une structure gazeuse annulaire immense – d’un diamètre de 1 000 unités astronomiques (UA), soit 1 000 fois la distance Terre-Soleil – à proximité de la jeune étoile. Une structure d’une netteté qui enthousiasme les chercheurs.

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Par le passé, l’équipe avait déjà observé que le disque dense de gaz et de poussière qui entoure une jeune étoile – le disque protostellaire, comme ils disent – forme des structures pointues d’environ 10 UA. Le résultat de l’activité magnétique de l’étoile. Des « éternuements » essentiels, selon les astronomes, pour expulser l’excès d’énergie de la jeune étoile.

Sur cette autre vue d’artiste, toujours le nuage moléculaire de MC 27, d’après les observations du télescope Alma. La protoétoile et le disque qui l’entoure sont visibles en bas à droite ; le gaz chaud s’étend vers l’extérieur en une structure annulaire, traversée par des lignes de champ magnétique. © Y. Nakamura, K. Tokuda et al.

En quête de plus de données

Cette fois, donc, c’est une structure de 1 000 UA de diamètre que les chercheurs ont observé. « Nos données ont montré que cet anneau est légèrement plus chaud que son environnement. Nous supposons qu’il est produit par un champ magnétique traversant le disque protostellaire », explique Kazuki Tokuda, chercheur à l’université de Kagawa. En d’autres mots, les « éternuements » déjà observés il y a quelques années, mais à une échelle bien plus importante. De quoi conforter l’hypothèse selon laquelle les jeunes étoiles subissent une redistribution dynamique de leur champ magnétique et de leurs gaz peu après leur formation, générant des ondes de choc qui réchauffent l’environnement.

Des « éternuements » de matière et d’énergie aident-ils les jeunes étoiles à libérer leur excès d’énergie et favorisent-ils ainsi leur formation ? Pour le confirmer, l’équipe prévoit de recueillir davantage d’images à haute résolution grâce à Alma. Elle espère notamment pouvoir observer l’intérieur de ces anneaux pour comprendre la nature exacte du phénomène.

Les chercheurs comptent aussi partir en quête de données supplémentaires dans les archives du radiotélescope. « Il nous a fallu dix ans pour parvenir à ces conclusions, et nous avons hâte de poursuivre nos recherches pour percer les mystères de l’Univers. »