Les astronomes pensaient à l'origine qu'un seul amas d'étoiles massives brillait brillamment dans une immense région de formation d'étoiles de la nébuleuse de la tarentule, également connue sous le nom de 30 Doradus. Une équipe d'astronomes dirigée par Elena Sabbi du Space Telescope Science Institute a remarqué que différentes étoiles dans la même région étaient d'âges différents, d'au moins un million d'années. Outre les différences d'âge, les scientifiques ont également remarqué deux régions distinctes, dont l'une a l'allure allongée d'une grappe en fusion.
"Les étoiles sont censées se former en grappes", a déclaré Sabbi, "mais il y a beaucoup de jeunes étoiles en dehors de 30 Doradus qui n'auraient pas pu se former là où elles sont; ils peuvent avoir été éjectés à très grande vitesse du 30 Doradus lui-même. »
Sabbi et son équipe recherchaient initialement des étoiles en fuite - des étoiles rapides qui ont été chassées de leurs pépinières stellaires où elles se sont formées pour la première fois.
Mais ils ont remarqué quelque chose d'inhabituel à propos de l'amas en regardant la distribution des étoiles de faible masse détectées par Hubble. Il n'est pas sphérique, comme prévu, mais présente des caractéristiques quelque peu similaires à la forme de deux galaxies fusionnées où leurs formes sont allongées par la force de gravité des marées.
Certains modèles prédisent que les nuages de gaz géants à partir desquels se forment les amas d'étoiles peuvent se fragmenter en morceaux plus petits. Une fois que ces petits morceaux précipitent les étoiles, ils pourraient alors interagir et fusionner pour devenir un plus grand système. Cette interaction est ce que Sabbi et son équipe pensent observer au 30 Doradus.
Il existe également un nombre inhabituellement élevé d'étoiles fugitives à haute vitesse autour de 30 Doradus, et après avoir examiné de plus près les amas, les astronomes pensent que ces étoiles fugitives ont été expulsées du cœur de 30 Doradus en raison des interactions dynamiques entre les deux amas d'étoiles. Ces interactions sont très courantes lors d'un processus appelé effondrement du cœur, dans lequel des étoiles plus massives s'enfoncent au centre d'un amas par des interactions dynamiques avec des étoiles de masse inférieure. Lorsque de nombreuses étoiles massives ont atteint le noyau, le noyau devient instable et ces étoiles massives commencent à s'éjecter mutuellement de l'amas.
Le gros cluster R136 au centre de la région du 30 Doradus est trop jeune pour avoir déjà connu un effondrement du noyau. Cependant, comme dans les petits systèmes, l'effondrement du cœur est beaucoup plus rapide, le grand nombre d'étoiles fugitives qui ont été trouvées dans la région du 30 Doradus peut être mieux expliqué si un petit amas a fusionné en R136.
L'ensemble du complexe 30 Doradus est une région active de formation d'étoiles depuis 25 millions d'années, et on ignore actuellement combien de temps cette région peut continuer à créer de nouvelles étoiles. Sabbi et son équipe ont déclaré que de plus petits systèmes qui fusionnent en plus grands pourraient expliquer l'origine de certains des plus grands amas d'étoiles connus.
Des études de suivi examineront la zone plus en détail et à plus grande échelle pour voir si d'autres clusters pourraient interagir avec ceux observés. En particulier, la sensibilité infrarouge du télescope spatial James Webb prévu par la NASA (JWST) permettra aux astronomes de regarder profondément dans les régions de la nébuleuse de la tarentule qui sont obscurcies par les photographies en lumière visible. Dans ces zones, les étoiles plus fraîches et plus faibles sont cachées à l'intérieur des cocons de poussière. Webb révélera mieux la population sous-jacente d'étoiles dans la nébuleuse.
La nébuleuse 30 Doradus est particulièrement intéressante pour les astronomes car elle est un bon exemple de l'apparence des régions de formation d'étoiles dans le jeune univers. Cette découverte pourrait aider les scientifiques à comprendre les détails de la formation des amas et comment les étoiles se sont formées au début de l'Univers.
Document scientifique de: E. Sabbi, et al. (ApJL, 2012) (document PDF)
Source: HubbleSite
