Nuage de poussière mystérieux dans différentes longueurs d'onde. Crédit d'image: CfA. Cliquez pour agrandir.
Dans un exercice qui démontre la puissance d'une enquête sur plusieurs longueurs d'onde à l'aide de diverses installations, les astronomes du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) ont déchiffré la vraie nature d'un mystérieux objet se cachant à l'intérieur d'un nuage cosmique sombre. Ils ont découvert que le nuage, autrefois considéré comme sans particularité, contient une petite étoile, ou peut-être une étoile défaillante connue sous le nom de «naine brune», qui se forme toujours dans son cocon poussiéreux.
Les observations indiquent que l'objet mystère a une masse environ 25 fois celle de Jupiter, ce qui le placerait carrément dans le royaume des naines brunes. Cependant, sa masse peut éventuellement devenir suffisamment grande pour la qualifier de petite étoile. L’objet est également frais et faible, brillant avec moins de 1/20 de la luminosité du soleil.
"Cet objet est le produit de la famille de la formation d'étoiles", a déclaré l'astronome CfA Tyler Bourke.
Pour établir la vraie nature de l'objet, il fallait les capacités uniques de la matrice submillimétrique (SMA) à Hawaï. "Le SMA a repéré ce qu'aucun télescope à antenne parabolique ne pouvait voir", a déclaré Bourke.
En utilisant le SMA, les scientifiques ont détecté un faible écoulement de matériau prédit par les théories de formation d'étoiles. Cet écoulement - 10 fois plus petit que tout ce qui a été vu auparavant - a confirmé à la fois la nature de faible masse de l'objet et son association avec le nuage noir environnant. "La sensibilité et la résolution de la matrice submillimétrique avec ses multiples antennes ont été cruciales pour détecter l'écoulement", a déclaré Bourke.
L’objet déroutant a été découvert à l’aide d’une caméra infrarouge développée par Smithsonian à bord du télescope spatial Spitzer de la NASA. Spitzer a étudié le nuage cosmique poussiéreux nommé L1014 dans le cadre du programme Cores to Disks Legacy. Un noyau est la région la plus dense d'un nuage, suffisamment massive pour faire une étoile comme le soleil.
Le L1014, situé à environ 600 années-lumière de là dans la constellation du Cygne le cygne, était initialement classé comme un «noyau sans étoile» car il ne présentait aucun signe de formation d'étoiles. Les astronomes ont été surpris lorsque les images de Spitzer ont révélé une faible source de lumière infrarouge qui semblait être à l'intérieur du noyau.
Des données supplémentaires étaient nécessaires pour confirmer que l'objet faible était directement associé au noyau sombre, plutôt que d'être une superposition fortuite d'un objet d'arrière-plan plus distant et plus banal.
Des observations dans le proche infrarouge par l'Observatoire MMT en Arizona ont révélé une nébuleuse de lumière diffusée entourant l'objet central faible en L1014. "La lumière de l'objet rebondit sur la poussière environnante et vers nous", a déclaré l'astronome du CfA Tracy Huard, qui a pris les images du MMT. "Une nébulosité par réflexion comme celle-ci est l'empreinte d'un objet intégré."
La taille apparente de la nébulosité a indiqué que la source de lumière était probablement située dans L1014 et non dans un nuage plus éloigné. Les données du MMT ont également donné aux enquêteurs l'orientation dans l'espace, ou l'inclinaison, de l'objet dans L1014. Les astronomes se sont ensuite tournés vers le SMA pour confirmation finale.
«Les observations Spitzer nous ont donné des indications sur la nature de l'objet à l'intérieur de L1014. Le MMT a renforcé l'association entre la source infrarouge et le noyau sans étoile. Le réseau submillimétrique a remporté l'affaire et révélé la véritable identité de cet objet », a déclaré Bourke.
En étudiant de jeunes objets pâles comme celui qui se forme encore dans L1014, les astronomes espèrent en savoir plus sur les premiers stades de la formation des étoiles.
"La partie la plus insaisissable de la formation des étoiles est le moment de la naissance", a déclaré l'astronome CfA Phil Myers. «Pour savoir comment cela se passe, vous avez besoin d'exemples de très jeunes systèmes. Ce système n'a que 10 000 à 100 000 ans - un bébé jusqu'aux étoiles ou aux naines brunes. »
Les capacités combinées de Spitzer, du SMA et du MMT étaient essentielles pour trouver et examiner cet objet. Ces installations s'avéreront sans aucun doute utiles pour étudier des objets similaires très sombres et très jeunes - des objets si jeunes qu'ils sont encore en croissance. "Ils sont si jeunes et faibles que nous ne pouvons pas dire combien de masse ils accumuleront", a ajouté Myers. «Il n'y a pas de test prénatal pour ces objets. Nous ne savons pas exactement ce que nous obtiendrons à la fin! "
Un article de Tyler L. Bourke et al. couvrant les observations SMA sera publié dans un prochain numéro de The Astrophysical Journal Letters et est disponible en ligne à http://arxiv.org/abs/astro-ph/0509865.
Un deuxième article de Tracy L. Huard et al. couvrant les observations du MMT sera publié dans The Astrophysical Journal et est disponible en ligne à http://arxiv.org/abs/astro-ph/0509302.
Basée à Cambridge, dans le Massachusetts, le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) est une collaboration conjointe entre le Smithsonian Astrophysical Observatory et le Harvard College Observatory. Les scientifiques du CfA, organisés en six divisions de recherche, étudient l'origine, l'évolution et le destin ultime de l'univers.
Source d'origine: Communiqué de presse de la CfA
