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Une équipe internationale d’astronomes spécialisés en radioastronomie a trouvé des indices suggérant que les étoiles massives ne se forment pas comme les modèles traditionnels le prévoyaient. Plutôt que de croître lentement en accumulant de la matière à partir d’un noyau préstellaire par des flux de gaz agités, ces étoiles sembleraient naître d’un effondrement direct d’une large portion d’un nuage moléculaire.
Un modèle de formation inattendu
Traditionnellement, les modèles astrophysiques envisagent la formation des étoiles massives comme un processus lent et graduel. Selon cette vision, les étoiles grandiraient à partir de noyaux préstellaires, des zones denses de gaz qui attirent de la matière environnante via des flux turbulents. Cependant, des recherches récentes menées par une équipe internationale de radioastronomes et publiées dans The Astrophysical Journal Letters suggèrent une approche radicalement différente. Les étoiles massives pourraient, en réalité, émerger par l’effondrement soudain et rapide de vastes sections de nuages moléculaires.
Pour mieux comprendre cette possibilité, les chercheurs ont exploité les données de l’observatoire de Green Bank, aux États-Unis. Ils se sont concentrés sur 44 amas de gaz et de poussière de grande masse mais sans étoile (appelés HMSC). Ces amas sont des « pouponnières » stellaires, des zones où des étoiles sont censées se former. Contre toute attente, les résultats indiquent que ces amas sont loin de l’équilibre, un état qui déstabilise le modèle classique de formation stellaire.
L’effondrement gravitationnel
Les amas HMSC étudiés apparaissent dans ce que les chercheurs qualifient d’état « sub-virial ». Concrètement, cela signifie que les énergies interne et gravitationnelle du système ne sont pas en équilibre. Alors qu’on s’attendait à ce que ces régions soient suffisamment stables pour soutenir un processus de formation lent, les astronomes ont découvert que 43 des 44 amas étudiés ne pouvaient tout simplement pas résister à leur propre force gravitationnelle.
Le professeur Ke Wang, auteur principal de cette étude et chercheur à l’Institut Kavli d’astronomie et d’astrophysique à l’université de Pékin, explique que ces observations suggèrent un mécanisme de formation dynamique et rapide, où les amas s’effondrent presque en chute libre. Selon lui, seuls des champs magnétiques d’une intensité exceptionnelle pourraient freiner ce processus d’effondrement et apporter une stabilité suffisante aux régions de formation d’étoiles massives.
Un impact majeur sur la compréhension de l’Univers
Outre la méthode de formation des étoiles massives, cette découverte bouleverse aussi notre compréhension des structures fondamentales de l’Univers. Les champs magnétiques, dont les effets sur la formation stellaire sont encore peu compris, jouent ici un rôle de soutien critique dans le maintien de l’équilibre cosmique. Les étoiles massives sont essentielles pour la création d’éléments lourds – ces mêmes éléments qui composent les planètes et permettent la vie.
Fengwei Xu, un des coauteurs de cette étude, souligne à quel point de telles découvertes changent la perspective des astronomes : « La science de l’Univers est un immense puzzle, et chaque découverte inattendue nous rapproche d’une vision plus complète de ce système complexe. »
Afin de confirmer ces résultats et d’approfondir l’étude des champs magnétiques dans les pouponnières d’étoiles massives, les chercheurs prévoient d’utiliser l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) situé au Chili. Avec cet outil, l’équipe espère observer plus en détail la naissance des étoiles massives et ainsi comprendre davantage les processus qui se déroulent dans ces zones de formation intense. Par ailleurs, le télescope Gaia découvre des étoiles « fugitives » s’échappant d’un amas à une vitesse fulgurante.