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Le JWST révèle des falaises cosmiques, un paysage scintillant de naissance d’étoiles

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Ce paysage de « montagnes » et de « vallées » parsemées d’étoiles scintillantes est en fait le bord d’une région proche, jeune et formatrice d’étoiles appelée NGC 3324 dans la nébuleuse de la Carène. Capturée en lumière infrarouge par le nouveau télescope spatial James Webb de la NASA, cette image révèle pour la première fois des zones de naissance d’étoiles auparavant invisibles.

Appelée les falaises cosmiques, l’image apparemment tridimensionnelle de Webb ressemble à des montagnes escarpées par une soirée au clair de lune. En réalité, c’est le bord de la cavité gazeuse géante de NGC 3324, et les plus hauts « pics » de cette image sont d’environ 7 années-lumière de haut. La zone caverneuse a été creusée dans la nébuleuse par le rayonnement ultraviolet intense et les vents stellaires de jeunes étoiles extrêmement massives et chaudes situées au centre de la bulle, au-dessus de la zone montrée sur cette image.

Le rayonnement ultraviolet des jeunes étoiles sculpte la paroi de la nébuleuse en l’érodant lentement. Des piliers spectaculaires s’élèvent au-dessus du mur de gaz incandescent, résistant à ce rayonnement. La « vapeur » qui semble s’élever des « montagnes » célestes est en fait du gaz chaud et ionisé et de la poussière chaude qui s’échappe de la nébuleuse en raison du rayonnement implacable.

Webb révèle des pépinières stellaires émergentes et des étoiles individuelles qui sont complètement cachées dans des images en lumière visible. En raison de la sensibilité de Webb à la lumière infrarouge, il peut regarder à travers la poussière cosmique pour voir ces objets. Des jets protostellaires, qui émergent clairement sur cette image, jaillissent de certaines de ces jeunes étoiles. Les sources les plus jeunes apparaissent sous forme de points rouges dans la région sombre et poussiéreuse du nuage. Les objets dans les premières phases rapides de la formation des étoiles sont difficiles à capturer, mais l’extrême sensibilité, la résolution spatiale et la capacité d’imagerie de Webb peuvent chroniquer ces événements insaisissables.

Ces observations de NGC 3324 permettront de faire la lumière sur le processus de formation des étoiles. La naissance des étoiles se propage au fil du temps, déclenchée par l’expansion de la cavité érodée. Au fur et à mesure que le bord brillant et ionisé se déplace dans la nébuleuse, il pousse lentement dans le gaz et la poussière. Si la jante rencontre un matériau instable, la pression accrue déclenchera l’effondrement du matériau et la formation de nouvelles étoiles.

Inversement, ce type de perturbation peut également empêcher la formation d’étoiles car le matériau de fabrication d’étoiles est érodé. C’est un équilibre très délicat entre déclencher la formation d’étoiles et l’arrêter. Webb abordera certaines des grandes questions ouvertes de l’astrophysique moderne: Qu’est-ce qui détermine le nombre d’étoiles qui se forment dans une certaine région? Pourquoi les étoiles se forment-elles avec une certaine masse ?

Webb révélera également l’impact de la formation d’étoiles sur l’évolution de gigantesques nuages de gaz et de poussière. Alors que l’effet des étoiles massives – avec leurs vents violents et leur énergie élevée – est souvent apparent, on en sait moins sur l’influence des étoiles de faible masse les plus nombreuses. Au fur et à mesure qu’elles se forment, ces petites étoiles créent des jets étroits et opposés vus ici, qui peuvent injecter beaucoup d’élan et d’énergie dans les nuages. Cela réduit la fraction de matière nébuleuse qui ensemence de nouvelles étoiles.

Jusqu’à présent, les scientifiques disposaient de très peu de données sur l’influence de la multitude d’étoiles de faible masse jeunes et plus énergétiques. Avec Webb, ils pourront obtenir un recensement complet de leur nombre et de leur impact sur l’ensemble de la nébuleuse.

Située à environ 7 600 années-lumière, NGC 3324 a été photographiée par la caméra proche infrarouge (NIRCam) et l’instrument dans l’infrarouge moyen (MIRI) de Webb.

NIRCam – avec sa résolution nette et sa sensibilité inégalée – dévoile des centaines d’étoiles auparavant cachées, et même de nombreuses galaxies d’arrière-plan.

Selon MIRI, les jeunes étoiles et leurs disques poussiéreux formant des planètes brillent de mille feux dans l’infrarouge moyen, apparaissant en rose et en rouge. MIRI révèle des structures qui sont enfouies dans la poussière et découvre les sources stellaires de jets massifs et d’écoulements. Avec MIRI, la poussière chaude, les hydrocarbures et autres composés chimiques à la surface des crêtes brillent, donnant l’apparence de roches déchiquetées.

NGC 3324 a été cataloguée pour la première fois par James Dunlop en 1826. Visible depuis l’hémisphère sud, elle est située à l’angle nord-ouest de la nébuleuse de la Carène (NGC 3372), qui réside dans la constellation de la Carène. La nébuleuse de la Carène abrite la nébuleuse du trou de serrure et l’étoile supergéante active et instable appelée Eta Carinae.

Crédit d’image : NASA, ESA, CSA et STScI

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Date de mise à jour du site : vendredi 22 juillet 2022