Red and yellow stars against a black background with blue spheres emerging from its central region

Le télescope spatial Gaia découvre 55 « fugitifs » s’éloignant de l’amas stellaire à une vitesse 80 fois supérieure à celle du son

Par Anissa Chauvin



Grâce au télescope spatial européen Gaia, les astronomes ont identifié 55 étoiles en fuite éjectées à grande vitesse d’un jeune amas densément peuplé dans le Grand Nuage de Magellan (LMC), une galaxie satellite de notre propre Voie Lactée. C’est la première fois qu’autant d’étoiles s’échappent d’un seul amas d’étoiles.

L’amas d’étoiles R136, situé à environ 158 000 années-lumière, abrite des centaines de milliers d’étoiles et se trouve dans une vaste région de formation d’étoiles intense dans le LMC. Elle abrite certaines des plus grandes étoiles jamais observées par les astronomes, certaines ayant une masse 300 fois supérieure à celle de le soleil.

Les étoiles en fuite ont été éjectées en deux explosions au cours des deux derniers millions d’années. Certains d’entre eux s’éloignent de chez eux à plus de 100 000 km/h, soit environ 80 fois plus vite que la vitesse du son sur Terre. Les fuyards sont assez massifs pour mourir dans des supernovas, laissant derrière eux trous noirs ou étoiles à neutrons, se comporteront comme des missiles cosmiques, explosant jusqu’à 1 000 années-lumière de leur point d’origine.

La découverte a été faite par une équipe d’astronomes dirigée par le chercheur Mitchel Stoop de l’Université d’Amsterdam en utilisant Gaia, qui surveille avec précision la position de milliards d’étoiles. Les résultats multiplient par 10 le nombre d’étoiles en fuite connues.

Les scientifiques pensent que les étoiles sont exilées de jeunes amas d’étoiles comme R136, dont l’âge est estimé à moins de 2 millions d’années (cela peut paraître ancien, mais comparez-le à notre âge de 4,6 millions d’années). milliard-ans système solaire) – lorsque des nouveau-nés stellaires bondés se croisent et provoquent une perturbation gravitationnelle des orbites. Ce qui a surpris l’équipe, cependant, a été la révélation que plus d’un événement d’évasion majeur s’était produit dans R136, et que le second s’est produit assez récemment (du moins en termes cosmiques).

« Le premier épisode s’est produit il y a 1,8 million d’années, lorsque l’amas s’est formé, et correspond à l’éjection d’étoiles lors de la formation de l’amas », a déclaré Stoop dans une déclaration. « Le deuxième épisode s’est produit il y a seulement 200 000 ans et présentait des caractéristiques très différentes.

« Par exemple, les étoiles en fuite de ce deuxième épisode se déplacent plus lentement et ne sont pas projetées dans des directions aléatoires comme dans le premier épisode, mais dans une direction privilégiée. »

On pense que ces deux épisodes ont entraîné le lancement par R136 d’un tiers de ses étoiles les plus massives au cours des derniers millions d’années.

« Nous pensons que le deuxième épisode d’étoiles filantes était dû à l’interaction de R136 avec un autre amas voisin qui n’a été découvert qu’en 2012 », a déclaré Alex de Koter, membre de l’équipe et chercheur à l’Université d’Amsterdam, dans le communiqué. « Le deuxième épisode pourrait prédire que les deux clusters vont se mélanger et fusionner dans un avenir proche. »

Les étoiles massives comme celles éjectées par ce jeune amas d’étoiles peuvent être des millions de fois plus brillantes que le soleil, émettant une grande partie de leur énergie sous forme de lumière ultraviolette intense. Mais ce pouvoir a un prix : des étoiles massives comme celles-ci brûlent rapidement leur combustible pour la fusion nucléaire.

Cela signifie que, alors que notre Soleil vivra environ 10 milliards d’années, la vie des étoiles massives prendra fin après seulement des millions d’années. Le soleil terminera sa vie dans un gémissement, disparaissant comme un reste stellaire rafraîchissant appelé naine blanche, mais ces étoiles massives s’éteindront avec fracas, éclatant en explosions de supernova.

L’amas stellaire Prima Donna perd son pouvoir d’étoile

R136 n’est pas seulement spécial en raison de sa vaste population d’étoiles massives ; c’est l’amas « prima donna » de la plus grande région de l’espace où naissent des étoiles, située à cinq millions d’années-lumière de la Terre.

« Maintenant que nous avons découvert qu’un tiers des étoiles massives sont éjectées de leur région de naissance au début de leur vie et qu’elles exercent leur influence au-delà de ces régions, l’impact des étoiles massives sur la structure et l’évolution des galaxies est probablement beaucoup plus important. qu’on ne le pensait auparavant », a déclaré Lex Kaper, membre de l’équipe et chercheur à l’Université d’Amsterdam, dans le même communiqué. « Il est même possible que des étoiles fugitives se soient formées dans le univers primitif a apporté une contribution importante à la soi-disant réionisation de l’univers provoquée par la lumière ultraviolette. »

La réionisation de l’univers fait référence à une phase vitale de l’évolution cosmique qui s’est produite lorsque l’univers, aujourd’hui vieux de 13,8 milliards d’années, était un bébé, âgé d’environ un milliard d’années. À cette époque, la lumière des premières étoiles créait des bulles de gaz ionisé dans la matière interstellaire. Ces bulles ionisées se sont développées au rythme des premières galaxies, réionisant tout l’hydrogène en séparant les électrons des noyaux d’hydrogène. Cela a marqué la transition de la période de l’Aube Cosmique à un stade cosmique « mature » qui a permis l’évolution des galaxies « normales ».

L’objectif principal des recherches de l’équipe était de tester les capacités de Gaia, une mission de l’Agence spatiale européenne chargée de collecter des données pour construire une carte 3D de l’espace. Voie lactée. Le LMC constitue un bon test car il est beaucoup plus éloigné que les étoiles que Gaia étudie habituellement dans notre galaxie d’origine.

« R136 vient tout juste de se former, il y a 1,8 million d’années, et les étoiles en fuite ne pourraient donc pas encore être si loin qu’il devienne impossible de les identifier », a conclu De Koter. « Si vous parvenez à trouver un grand nombre de ces étoiles, vous pouvez faire des déclarations statistiques fiables. Cela a fonctionné au-delà de nos attentes et nous sommes extrêmement satisfaits des résultats. Découvrir quelque chose de nouveau est toujours un plaisir pour un scientifique. »

Les recherches de l’équipe ont été publiées le 9 octobre dans la revue Nature.

Publié initialement le Espace.com.

Anissa Chauvin