Hier, mardi 15 octobre 2013, s'est ouvert la conférence "The Universe explored by Herschel" à l'ESTEC (European Space Research and Technology Centre), un des centres de l'Agence spatiale européenne. Véritable bilan des quatre ans de la mission Herschel (2009-2013), ce colloque accueille plus de 350 participants venus présenter, échanger et débattre de l’ensemble des thématiques sur lesquelles Herschel a permis à la communauté scientifique d’avancer, notamment la formation des étoiles avec la découverte des filaments interstellaires, l'astrochimie et la détection de vapeur d'eau dans l'espace, et la formation et l'évolution des galaxies.
La première journée fut l'occasion de conférences plénières, dont la proposition d'un nouveau paradigme sur la formation des étoiles. Herschel a permis en effet de sonder les "nuages moléculaires" dans lesquels se forment les étoiles, mettant à jour une structuration du gaz et de la poussière qui composent ces nuages sous forme de trainées "filamentaires". Les astronomes les dénomment: filaments interstellaires. Bien que la quantité d’étoiles et la longueur de ces filaments peuvent varier, le diamètre de ces « tubes » de matière, lui, est étonnamment conservé dans les nuages observés: 0,1 parsec ou environ 0,3 années-lumière.
Bien sûr les filaments étaient plus ou moins connus depuis les années 1980s, mais n'avaient jamais été caractérisés avec une aussi grande précision et sur une telle statistique de nuages moléculaires. Herschel a permis de décrire le squelette des nuages moléculaires et de compter le nombre d'étoiles s'y formant. Clairement les filaments sont les lieux de naissance de la plupart des étoiles.
Légende: Filaments interstellaires dans Taurus, une région de formation stellaire. A gauche: le filament détecté par Herschel à 250 micromètres avec l'imageur de l'instrument SPIRE. A droite: les petits canaux alimentant le filament principal par striation et accrétion (crédit: Palmeirim, André et al. A&A 2013, & the Gould Belt programme / Herschel).
Philippe André, astrophysicien au CEA et coordinateur du programme Gould Belt/Herschel, va plus loin et annonce un nouveau paradigme pour la formation des étoiles. Exit le concept de naissance d'étoiles isolées dans un nuage sphérique, les étoiles naissent en grappe dans des filaments. Tout d'abord les nuages moléculaires, zones gazeuses quasiment vides mais sur des dimensions gigantesques (100 années-lumière), sont structurés en filaments par la turbulence provoquée par des propagations de flots ou de chocs dans le milieu interstellaire. Ce n'est donc pas la gravité qui intervient à ce stade, mais la dissipation des turbulences laissant derrière elles des zones plus denses. Attention cela reste vertigineusement peu dense à l'échelle humaine: 1000 à 10000 atomes d'hydrogène dans un dé à coudre ! Des milliers de milliards de milliards de fois moins dense que l'air.
Ensuite les filaments sont nourris par des petits canaux de gaz perpendiculaires, et grossissent jusqu'à atteindre une masse critique, propice à la formation des étoiles: ~50 masses solaires par années-lumière le long des filaments. Quand la masse critique est dépassée, le filament se fragmente, et localement ces fragments de gaz ou coeurs préstellaires s'effondrent. Eventuellement chacun formera une étoile, 100 000 ans plus tard !
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