Vous regardez NGC 346, un amas d’étoiles à 210 années-lumière qui pompe énergiquement de toutes nouvelles étoiles à partir d’un nuage dense de gaz et de poussière. Il y a entre 10 et 11 milliards d’années, presque toutes les galaxies de l’Univers ont connu une ère de formation stellaire intense similaire à ce que nous voyons dans NGC 346. Cette vague de naissance stellaire est poétiquement surnommée midi cosmique. Depuis lors, la formation d’étoiles dans l’Univers a progressivement diminué, bien qu’elle continue de flamber dans de petites poches. En étudiant NGC 346 et d’autres amas similaires, nous pouvons en apprendre davantage sur l’ère du midi cosmique et l’évolution des galaxies.
À cette fin, les chercheurs ont pointé la caméra infrarouge NIRCam du télescope spatial James Webb sur NGC 346 l’année dernière, et ils ont annoncé leurs découvertes préliminaires lors de la réunion annuelle de l’American Astronomical Society le 11 janvier 2023.
NGC 346 se trouve dans le petit nuage de Magellan (SMC), une galaxie naine qui, en tant que l’une des plus proches voisines de la Voie lactée, est visible à l’œil nu dans l’hémisphère sud. Le reste du SMC n’est pas aussi actif que NGC 346, et ce manque d’activité est normal pour les galaxies de l’Univers actuel.
Margaret Meixner, chercheuse principale de l’équipe de recherche, explique que les choses n’ont pas toujours été aussi calmes.
« Une galaxie pendant le midi cosmique n’aurait pas un seul NGC 346, comme le fait le Petit Nuage de Magellan ; il y en aurait des milliers », a-t-elle déclaré. “Mais même si NGC 346 est désormais le seul et unique amas massif formant furieusement des étoiles dans sa galaxie, il nous offre une excellente occasion de sonder les conditions qui étaient en place à midi cosmique.”
En particulier, le SMC a de faibles concentrations d’éléments lourds (tout ce qui est plus lourd que l’hydrogène et l’hélium). C’était également le cas de l’Univers primitif, avant que les étoiles n’aient eu le temps de produire des éléments plus lourds par fusion nucléaire. Les chercheurs souhaitent voir comment la formation d’étoiles dans les régions sans éléments lourds pourrait différer de la formation d’étoiles dans la Voie lactée riche en éléments lourds. NIRCam leur permet de faire cela mieux que jamais, en sélectionnant de minuscules jeunes étoiles que les télescopes précédents n’avaient pas la résolution de voir. “Avec Webb, nous pouvons sonder jusqu’à des protoétoiles plus légères, aussi petites qu’un dixième de notre Soleil, pour voir si leur processus de formation est affecté par la faible teneur en métal”, a déclaré Olivia Jones, co-chercheuse du programme.
Webb leur a également permis de voir pour la première fois de la poussière dans le disque d’accrétion des protoétoiles du SMC. Cela signifie qu’il existe un potentiel de formation de planètes rocheuses, plutôt que de simples étoiles et géantes gazeuses.
“Nous voyons les blocs de construction, non seulement des étoiles, mais aussi potentiellement des planètes”, a déclaré le co-chercheur Guido De Marchi. “Et puisque le Petit Nuage de Magellan a un environnement similaire aux galaxies pendant le midi cosmique, il est possible que des planètes rocheuses se soient formées plus tôt dans l’Univers que nous aurions pu le penser.”
L’équipe continue de se pencher sur les données recueillies, y compris une analyse spectroscopique qui fournira plus d’informations sur la composition chimique exacte du matériau dans et autour des protoétoiles.
Dans l’image NIRCam, le gaz rose est de l’hydrogène chaud et sous tension, tandis que le gaz orange (comme en haut à gauche) est de l’hydrogène moléculaire froid et dense. Cet hydrogène froid et dense est un parfait incubateur pour la formation d’étoiles. Au fur et à mesure que les étoiles grandissent, elles modifient la nébuleuse qui les entoure, érodant le gaz et formant les crêtes et les ondulations observées dans tout l’amas.
