Illustration d’artiste de la bulle locale avec la formation d’étoiles à la surface de la bulle. Les scientifiques ont maintenant montré comment une chaîne d’événements commençant il y a 14 millions d’années par une série de supernovae puissantes a conduit à la création de la vaste bulle, responsable de la formation de toutes les jeunes étoiles dans un rayon de 500 années-lumière du Soleil et de la Terre. Crédit : Leah Hustak (STScI)
La Terre se trouve dans un vide de 1 000 années-lumière de large, entouré de milliers de jeunes étoiles – mais comment ces étoiles se sont-elles formées ?
Dans un article paru aujourd’hui (12 janvier 2022) dans le magazine Nature, des astronomes du Centre d’Astrophysique de Harvard et du Smithsonian (CfA) et le Space Telescope Science Institute (STScI) reconstruisent l’histoire de l’évolution de notre voisinage galactique, montrant comment une chaîne d’événements débutant il y a 14 millions d’années a conduit à la création d’une vaste bulle responsable de la formation de toutes les jeunes étoiles proches.
“C’est vraiment une histoire d’origine ; pour la première fois, nous pouvons expliquer comment la formation de toutes les étoiles proches a commencé”, déclare l’astronome et experte en visualisation de données Catherine Zucker, qui a réalisé ce travail dans le cadre d’une bourse au CfA.
La figure centrale de l’article, un Animation 3D de l’espace-tempsrévèle que toutes les jeunes étoiles et les régions de formation d’étoiles – dans un rayon de 500 années-lumière de la Terre – se trouvent à la surface d’une bulle géante appelée “bulle locale”. Si les astronomes connaissent son existence depuis des décennies, les scientifiques peuvent désormais voir et comprendre les débuts de la bulle locale et son impact sur le gaz qui l’entoure.
La source de nos étoiles : La bulle locale
À l’aide de nouvelles données et de techniques scientifiques, l’animation spatio-temporelle montre comment une série de supernovae, dont la première a eu lieu il y a 14 millions d’années, a poussé le gaz interstellaire vers l’extérieur, créant une structure en forme de bulle dont la surface est propice à la formation d’étoiles.
Aujourd’hui, sept régions de formation d’étoiles ou nuages moléculaires bien connus – des régions denses de l’espace où des étoiles peuvent se former – se trouvent à la surface de la bulle.
“Nous avons calculé qu’une quinzaine de supernovae se sont déclenchées au cours de millions d’années pour former la bulle locale que nous voyons aujourd’hui”, explique Zucker, qui est maintenant un membre de l’équipe de recherche de la NASA. NASA Hubble Fellow au STScI.
La bulle de forme étrange n’est pas en sommeil et continue de croître lentement, notent les astronomes.
“Elle avance en roue libre à environ 4 miles par seconde,” dit Zucker. “Elle a perdu la plupart de son dynamisme et a atteint un plateau en termes de vitesse.”
La vitesse d’expansion de la bulle, ainsi que les trajectoires passées et présentes des jeunes étoiles qui se forment à sa surface, ont été déduites à partir des données obtenues par Gaia, un observatoire spatial lancé par l’Agence spatiale européenne.
“Il s’agit d’un incroyable roman policier, fondé à la fois sur des données et sur la théorie”, déclare Alyssa Goodman, professeur à Harvard et astronome au Centre d’astrophysique, co-auteur de l’étude et fondateur de l’Institut de recherche sur l’astronomie. colleun logiciel de visualisation des données qui a permis cette découverte. “Nous pouvons reconstituer l’histoire de la formation des étoiles autour de nous à l’aide d’une grande variété d’indices indépendants : modèles de supernova, mouvements stellaires et nouvelles cartes 3D exquises de la matière entourant la bulle locale.”
Des bulles partout ?
“Lorsque les premières supernovae qui ont créé la Bulle locale ont explosé, notre Soleil était très éloigné de l’action”, explique le coauteur João Alves, professeur à l’Université de Vienne. “Mais il y a environ cinq millions d’années, la trajectoire du Soleil à travers la galaxie l’a amené directement dans la bulle, et maintenant le Soleil se trouve – par chance – presque au centre de la bulle.”
Aujourd’hui, lorsque les humains observent l’espace depuis la proximité du Soleil, ils sont aux premières loges pour assister au processus de formation des étoiles qui se déroule tout autour de la surface de la bulle.
Les astronomes ont d’abord théorisé que les superbulles étaient omniprésentes dans l’espace. Voie lactée il y a près de 50 ans. “Maintenant, nous en avons la preuve – et quelles sont les chances que nous nous trouvions en plein milieu de l’une d’entre elles ? ” demande Goodman. Statistiquement, il est très peu probable que le Soleil soit centré dans une bulle géante si de telles bulles sont rares dans notre galaxie de la Voie lactée, explique-t-elle.
Goodman compare cette découverte à une Voie lactée qui ressemble à un fromage suisse très troué, où les trous dans le fromage sont soufflés par les supernovae, et où de nouvelles étoiles peuvent se former dans le fromage autour des trous créés par les étoiles mourantes.
Ensuite, l’équipe, incluantMichael Foley, coauteur et doctorant à Harvard, prévoit de cartographier d’autres bulles interstellaires afin d’obtenir une vue complète en 3D de leur emplacement, de leur forme et de leur taille. La cartographie des bulles et de leurs relations les unes avec les autres permettra aux astronomes de comprendre le rôle joué par les étoiles mourantes dans la naissance de nouvelles étoiles, ainsi que dans la structure et l’évolution des galaxies comme la Voie lactée.
Zucker s’interroge : “Où ces bulles se touchent-elles ? Comment interagissent-elles les unes avec les autres ? Comment les superbulles entraînent-elles la naissance d’étoiles comme notre Soleil dans la Voie lactée ? “.
Les autres co-auteurs de l’article sont Douglas Finkbeiner et Diana Khimey du CfA, Josefa Groβschedland Cameren Swiggum de l’Université de Vienne, Shmuel Bialy de l’Université du Maryland, Joshua Speagle de l’Université de Toronto et Andreas Burkert de l’Observatoire universitaire de Munich.
Les articles, les données analysées (sur le Harvard Dataverse) ainsi que les figures et les vidéos interactives sont tous disponibles gratuitement pour tout le monde par le biais d’un site web. site web dédié.
Les résultats ont été présentés lors d’un conférence de presse de l’American Astronomical Society (AAS) mercredi après-midi. Le public peut regarder un enregistrement de la conférence ici.
Référence : “La formation des étoiles près du Soleil est entraînée par l’expansion de la bulle locale” 12 janvier 2022, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-021-04286-5
