Comment se forment les étoiles géantes ? Cette collision de nuages pourrait nous l’apprendre

« C’est une question depuis longtemps en suspens de savoir comment les étoiles géantes se forment dans les galaxies » : dans une étude repérée le 4 septembre 2019 par Astronomy.com et publiée sur arXiv.org le 22 août dernier, des scientifiques tentent d’expliquer comment sont créées des étoiles, connues pour être au moins 8 fois plus massives que le Soleil.

Selon eux, ces étoiles pourraient naître lors d’une collision de nuages moléculaires. Ces nuages de gaz et de poussière sont composés principalement d’hydrogène et sont les nuages les plus froids et denses du milieu interstellaire. Le scénario d’un impact entre deux nuages pour expliquer la naissance d’une étoile géante doit encore être confirmé par des observations. C’est ce qu’ont tenté de faire les chercheurs, en observant pour la première fois la formation d’étoiles de masse élevée dans M33, aussi connue sous le nom de galaxie du Triangle.

Le nuage moléculaire Orion A.

Source : ESO/VISION survey (photo recadrée)

Un choc survenu il y a 500 000 ans

La galaxie du Triangle serait située à environ 3 millions d’années-lumière du Soleil. Au sein de M33, les scientifiques ont observé la naissance d’une dizaine d’étoiles géantes au milieu de deux nuages moléculaires en plein impact (un bleu et un rouge). Cette collision s’est produite il y a 500 000 ans. Les étoiles nées de cet événement avaient des masses importantes, de l’ordre de 10 fois celle de notre Soleil.

Des étoiles aussi massives ne sont pas observées partout dans le ciel car leur mécanisme de formation semble plus complexe que celui des étoiles moins imposantes. C’est pourquoi le scénario d’un événement particulier, une collision des nuages moléculaires, a été envisagé. Cette nouvelle étude renforce cette hypothèse avec la première observation d’une telle collision entraînant la formation d’étoiles géantes. Elle apporte aussi une précision sur la vitesse à laquelle l’impact a lieu.

Les nuages se heurtent à la vitesse supersonique

Pour que des étoiles géantes puissent se former lors de ces chocs entre nuages, ceux-ci doivent se rencontrer à une « vitesse supersonique », soit une vitesse supérieure à celle du son, selon les scientifiques. Comme le précise Astronomy.com, la vitesse supersonique ne signifie pas la même chose sur Terre et dans l’environnement de ces nuages moléculaires. Sur Terre, la vitesse supersonique est de l’ordre de 343 mètres par seconde (dans des conditions précises, au niveau de la mer et dans un air à 15° C). Dans ces nuages, la vitesse du son peut être de quelques kilomètres par seconde.

La galaxie du Triangle.

Source : NASA, ESA, and M. Durbin, J. Dalcanton, and B. F. Williams (University of Washington)

Pour analyser en détail l’impact de ces deux nuages, les scientifiques les ont observés grâce au Grand réseau d’antennes millimétrique/submillimétrique de l’Atacama. Cet impressionnant radiotélescope est installé au Chili, dans le désert d’Atacama. C’est un instrument particulièrement efficace pour étudier les naissances d’étoiles dans les nuages moléculaires.

Les chercheurs ne comptent pas s’arrêter là. Ils concluent que d’autres observations de la galaxie du Triangle sont nécessaires pour étudier cette manière dont peuvent naître les étoiles géantes. Ces observations devraient ensuite être comparées aux autres collisions de nuages moléculaires qui se produisent dans le Grand Nuage de Magellan et notre Voie lactée.