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12 octobre 2009
D'un nuage de gaz à une constellation d'étoiles
Images parallèles par Herschel
Comment fabrique-t-on une étoile à partir d'un nuage de gaz ? En débutant ses observations de la Voie Lactée, le télescope spatial Herschel apporte déjà un nouveau regard sur la naissance des étoiles. 200 milliards d’étoiles peuplent notre galaxie. Apparemment immuables et éternelles, ces étoiles ont pourtant une vie. Tout commence dans des nuages de gaz, surtout de l'hydrogène et du monoxyde de carbone, et puis un peu d'ammoniaque, de la vapeur d'eau et d'alcool. Ce gaz remplit les galaxies et sert de réservoir de matériau pour la fabrication d'une étoile. L'image ci-dessous montre la texture de ces nuages de gaz mélangé à de la poussière dans notre galaxie, la Voie Lactée. 
Cette photographie a été réalisée par le télescope spatial Herschel. Elle combine les images en direction de la constellation de la Croix du sud prises dans 5 différents filtres simultanément (250, 350 et 500 µm pour SPIRE et 70 et 160 µm pour PACS). Sur l'image, on "voit" les structures du milieu interstellaire de la Voie Lactée en "infrarouge submillimétrique", une lumière invisible à l'oeil. Codée du rouge au bleu pour faciliter la compréhension, la lumière infrarouge submillimétrique sépare avec une très grande précision le réservoir de gaz froid jusqu'à -260°C (en rouge) des zones plus chaudes à environ -220°C (en bleu). C'est dans ces nuages "moléculaires" que les “pouponnières d’étoiles” apparaissent. Quelques points plus brillants dans des filaments poussiéreux sur l'image ci-dessus. Les nuages ont des tailles gigantesques, une centaine d’années-lumière de diamètre, et sont très raréfiés en gaz, quelques millions d’atomes et molécules par litre. Cela correspondrait à un excellent vide en laboratoire dans une salle blanche sur Terre. La prestation technique est également une première. L'image est en fait constituée de cinq images prises en parallèle, c'est-à-dire simultanément, par les instruments SPIRE et PACS de Herschel. En combinant Ces 5 différents filtres, 6 au total mais 5 simplement en mode simultané ou parallèle, Herschel nous donne pour la première fois une image complète de l'énergie libérée dans ces nuages de gaz presque vides de la galaxie. 
Même région que ci-dessus. Cette image montre uniquement la carte dans l'infrarouge lointain captée par l'instrument PACS dans trois filtres (70 et 160 µm). Ce sont les couleurs codées en bleu de l'image combinée. PACS est sensible à la partie plus chaude des grains de poussière mêlés au gaz moléculaire. Cela reste tout de même très froid, de l'ordre de -220°C. Mais alors comment fabrique-t-on des étoiles, des astres très lourds à partir de ces nuages presque vides? L'observatoire spatial Herschel va nous plonger au coeur de ces phases de fabrication des étoiles en cartographiant la poussière interstellaire mélangée aux nuages de gaz. Le scénario actuel qu'Herschel va tester est le suivant. Tout d'abord le nuage se décompose en fragments sous l’influence de grands mouvements turbulents. Les fragments se contracte ensuite sous l’effet de leurs propres poids jusqu'à atteindre un certain équilibre. Une seconde contraction intervient alors, qui rompt l'équilibre et fabrique un embryon d'étoile, une boule de gaz très dense, au centre. L'embryon va ensuite grossir en attirant une grande partie de la matière du fragment de nuage qui l'entoure. Lorsque toute cette matière est consommée, l’embryon d’étoile continue à se contracter sous l’effet de la gravité et sa température interne augmente jusqu’à amorcer les réactions nucléaires de fusion du deutérium puis de l'hydrogène en hélium. Une étoile sera alors née et deviendra progressivement visible dans le ciel. Une des missions du télescope spatial Herschel est de recencer tous ces fragments et cocons d'étoiles lors des phases pré-natales, les phases préstellaires et protostellaires. En savoir plus sur Herschel et la formation des étoiles: http://herschel.cea.fr/fr/naissance_des_etoiles/index.php
#19 - Màj : 25/02/2010
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