Situé près du sommet de Maunakea, à Hawaï, le télescope James Clerk Maxwell (JCMT) de 15 mètres (~ 49 pieds) de l’Observatoire d’Asie de l’Est (EAO) est le plus grand télescope au monde conçu pour fonctionner exclusivement dans la longueur d’onde submillimétrique. En 2018, l’ancienne élève du lycée Molokai’i, Mallory Go, a reçu du temps avec le JCMT dans le cadre du programme Maunakea Scholars. Avec l’aide de l’astronome de l’EAO, le Dr Harriet Parsons, Go a obtenu des images uniques de la nébuleuse de la tête de cheval en lumière polarisée, qui ont révélé les champs magnétiques de la nébuleuse.
Go (maintenant étudiant diplômé à l’Université Brown) a présenté les images dans le cadre d’une expo-sciences représentant le lycée Molokai`i. Un an plus tard, ces observations ont été utilisées par une équipe d’astronomes du Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI), de l’Université des sciences et technologies (UST) et de l’University College London (UCL) pour effectuer une analyse quantitative de la force et rôle des champs magnétiques dans la région. L’article qui décrit les observations et l’analyse, “Champs magnétiques dans la nébuleuse de la tête de cheval”, est récemment paru dans Le Journal Astronomique.
Les observations prises en 2018 ont été prises à l’aide de l’instrument POL-2 du JCMT, un polarimètre linéaire qui obtient des données de polarisation à l’aide de l’instrument Submillimetre Common-User Bolometer Array 2 (SCUBA-2). Ensemble, ces instruments mesurent l’influence des champs magnétiques dans l’espace sur l’alignement de la poussière interstellaire. Comme l’a expliqué le Dr Parsons dans un communiqué de presse d’EAO :
«Vous pouvez considérer POL-2 comme une paire de lunettes de soleil polarisées posées devant le télescope. À Hawaï, nous sommes nombreux à porter des lunettes de soleil polarisées – elles nous aident à mieux voir en réduisant l’éblouissement – mais au télescope, en faisant tourner les lentilles polarisées, nous analysons la luminosité de la lumière observée et en déduisons si elle est sous l’effet des champs magnétiques. Les astronomes peuvent observer les nuages de gaz et de poussière à l’aide de tels instruments – des régions à la fois dans notre propre galaxie ou au-delà – et élargir leur compréhension de ce qui les façonne.
Les astronomes du KASI, de l’UST et de l’UCL ont obtenu des données supplémentaires à l’aide des autres instruments opérationnels du JCMT – le programme de récepteurs à réseau hétérodyne (HARP) et le système d’imagerie spectrale à corrélation automatique (ACSIS) – pour mesurer la luminosité et la densité de la région. L’instrument HARP a révélé des données supplémentaires sur les raies spectrales qui montraient la présence d’un type de monoxyde de carbone contenant de l’oxygène-18 (C18O), un isotope stable de l’oxygène dont on pense qu’il provient des nuages moléculaires. Dit l’astronome de l’UCL, le Dr Kate Pattle, l’un des co-auteurs de l’étude :
« Les données sont impressionnantes et ce qu’elles nous disent est encore plus impressionnant. Je suis ravi que Mallory nous ait donné la chance de travailler sur une région du ciel aussi belle et emblématique – et ce que nous avons trouvé nous aide à comprendre pourquoi la nébuleuse de la tête de cheval a la forme qu’elle a. Ces observations nous racontent l’histoire de deux régions denses cachées dans la Tête de Cheval. Nous voyons une crête de gaz chaud et de poussière – la tête et la crinière du cheval – qui interagit avec les photons ultraviolets des jeunes étoiles brillantes à proximité.
Les instruments du JCMT ont permis à l’équipe d’observer l’interaction entre la « tête » et la « crinière » de la nébuleuse et les jeunes étoiles voisines – ce qui semble avoir eu un effet notable sur le champ magnétique de la nébuleuse. L’équipe a émis l’hypothèse qu’elle se repliait sur elle-même le long de la ligne de visée de l’observatoire lors de la formation de la nébuleuse de la tête de cheval. Derrière cette crête, ils ont observé un amas froid de matière dense qui semblait avoir été à l’abri de ces interactions – dont ils soupçonnent qu’il formera un nouveau système stellaire.
Cela a rendu les observations particulièrement excitantes, car elles ont permis aux astronomes de voir pour la première fois ce que font les lignes de champ magnétique dans des régions comme la nébuleuse de la tête de cheval. Comme l’a ajouté Pattle :
“Cela nous donne un aperçu important de la façon dont les étoiles peuvent continuer à se former même dans des régions comme la tête de cheval, où le gaz froid qui fournit le matériau pour les nouvelles étoiles est érodé par les photons des étoiles jeunes et chaudes à proximité. Nous nous attendons à ce que notre propre Soleil se soit formé dans le cadre d’un amas d’étoiles, et donc regarder comment les étoiles se forment dans la nébuleuse de la tête de cheval peut nous donner un aperçu du passé de notre propre système solaire.
Bien qu’il s’agisse d’un objet astronomique emblématique, les observations de Go étaient la première fois que quelqu’un tentait de visualiser son champ magnétique. “Quand j’ai entendu parler du programme Maunakea Scholars, j’étais excité”, a déclaré Go. “Cela m’a semblé être une opportunité fantastique d’utiliser les télescopes sur Maunakea. J’ai choisi d’étudier la nébuleuse de la tête de cheval parce que je la trouvais belle et je n’ai pas trouvé beaucoup de recherches à son sujet.
Lectures complémentaires : Observatoire James Clerk Maxwell, Le Journal Astronomique
