Le dernier télescope spatial a découvert un sablier cosmique brillant rempli de couleurs vives et cachant une jeune étoile ou protoétoile en son cœur.

La formation enflammée dans la région de formation d’étoiles du Taureau et la protoétoile à l’intérieur de celle-ci étaient cachées aux télescopes par un nuage sombre et dense de gaz et de poussière connu sous le nom de L1527. Cette formation n’est visible qu’en lumière infrarouge, ce qui en fait une excellente cible pour la caméra infrarouge proche (NIRCam) à bord du télescope spatial James Webb (Webb ou JWST).

Les astronomes espèrent que l’étude du sablier cosmique aidera à éclairer les processus qui se déroulent autour de la protoétoile, elle-même cachée à la vue par le col de la formation. Les observations pourraient également aider à expliquer comment les jeunes étoiles mûrissent, selon un communiqué du Space Telescope Science Institute du Maryland, qui exploite le télescope.

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La protoétoile dans L1527 et la cause de ces conditions turbulentes n’ont que 100 000 ans, un bébé selon les normes cosmiques. Son jeune âge et sa luminosité infrarouge font de L1527 ce que les astronomes appellent une protoétoile de classe 0, marquant le stade le plus précoce de la formation d’étoiles. Les protoétoiles de classe 0 comme celle-ci sont encore coconnées dans les nuages ​​de gaz et de poussière à partir desquels elles se forment, et sont encore loin de devenir des étoiles à part entière.

À l’heure actuelle, la forme d’une protoétoile est de préférence sphérique, mais toujours instable et apparaîtra comme un petit amas de gaz chaud et « potelé » avec une masse comprise entre 40% et 20% de celle du soleil.

Alors que la protoétoile est obscurcie, l’image montre un disque protoplanétaire de gaz et de poussière autour de l’étoile, qui ressemble à une ligne sombre sur le cou d’un sablier. Cette structure se forme lorsque la matière est tirée vers le centre du sablier, permettant à la protoétoile de se nourrir à partir d’un disque à peu près de la taille du système solaire.

Au fur et à mesure que la jeune étoile gagne en masse pour grossir, le matériau comprime également l’étoile, augmentant suffisamment la température et la pression dans le noyau pour déclencher la fusion nucléaire. La fusion transforme l’hydrogène du cœur de l’étoile en hélium, générant de l’énergie, un moment qui marque une étape majeure dans l’évolution de l’étoile.

L’image du télescope spatial James Webb de la protoétoile au centre de L1527 montre la forme de sablier cosmique turbulente qu’elle crée. (Crédit image : NASA, ESA, CSA et STScI, Joseph De Pasquale (STScI), Alyssa Pagan (STScI), Anton M. Kookemore (STScI))

Une protostar antisociale formant une pépinière solitaire

Même si la plupart des matériaux environnants pénètrent dans la protoétoile, lui permettant de gagner en masse, l’image JWST montre également des filaments d’hydrogène moléculaire qui ont été choqués par des matériaux éjectés de la protoétoile centrale. Cette turbulence élimine le gaz et la poussière – les matières premières des étoiles – et empêche ainsi la naissance d’autres étoiles autour de la protoétoile, lui permettant de dominer efficacement cette région de l’espace.

Les astronomes savent sans voir une protoétoile qu’elle est présente, peut-être de l’aspect le plus impressionnant de l’image, la forme de sablier la plus massive. Lorsque la lumière de la protoétoile s’infiltre au-dessus et au-dessous du disque protoplanétaire, elle illumine les cavités dans le gaz et la poussière environnants creusés par l’étoile en croissance.

Ces pétales vides sont délimités par des nuages ​​bleus et orange, le bleu indiquant les zones où la poussière est la plus fine et l’orange où elle est la plus épaisse. Les astronomes ont attribué ces couleurs car plus la poussière est épaisse, plus la lumière bleue est piégée, ce qui entraîne des taches orange.

De plus, dans le disque sombre au centre du sablier cosmique, la matière s’accumule dans des poches suffisamment denses pour éventuellement former des planètes. Cela signifie que la nouvelle espèce de L1527 fournit une fenêtre cosmique à travers laquelle nous pouvons regarder à quoi ressemblaient le Soleil et notre système planétaire au cours de leurs étapes de formation il y a plus de 4,5 milliards d’années.

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