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Le James Webb rapporte une superbe image d’une étoile en train de naître

Ce nouveau cliché, qui complète parfaitement une autre observation réalisée en 2022, permettra de mieux comprendre les mécanismes qui se cachent derrière la formation des astres.

Le roi des télescopes a ajouté une nouvelle image fabuleuse à sa collection. Récemment, le James Webb a capturé une vaste explosion qui correspond à un événement toujours fascinant pour les astronomes et les amoureux de l’espace : la naissance d’une toute nouvelle étoile.

Cette structure en forme de sablier est un vestige d’un nuage moléculaire, une grande région de l’espace truffée de gaz et de poussière. Par conséquent, la plupart des télescopes de pointe auraient eu toutes les peines du monde à observer le cœur de cette structure, car les détails les plus intéressants sont largement masqués par ce voile relativement opaque. Il s’agissait donc d’une cible de choix pour le JWST, dont les capteurs infrarouges ultra-performants sont spécifiquement conçus pour voir à travers les obstacles de ce genre.

Un objet très prisé des télescopes

Ce n’est pas la première fois que le JWST rend visite à cet objet baptisé L1527. Des astronomes l’ont braqué dans cette direction pour la première fois en 2022. À l’époque, il en avait déjà produit une image à l’aide de sa NIRCam, un instrument conçu pour observer dans le domaine de l’infrarouge proche.

D’un point de vue strictement esthétique, le résultat était absolument sensationnel, avec deux larges cônes colorisés en orange vif qui contrastent parfaitement avec le grand nuage bleu en bas du cliché.

L1527 JWST NIRCam
L1527 capturée par la NIRCam du JWST en 2022. © NASA, ESA, CSA, STScI

Cette image était aussi précieuse au niveau scientifique. En effet, c’est la première fois que les chercheurs ont eu l’occasion d’observer ces volutes de gaz et de poussière avec un tel niveau de détail. Lorsqu’on compare le résultat aux clichés rapportés par Gemini et le Spitzer (un autre télescope infrarouge considéré comme le précurseur du Webb), la différence est saisissante.

L1527 Gemini Spitzer
L1527 vue par les télescopes Gemini (à g.) et Spitzer (à d.). © NASA

Mais le vrai intérêt de ce sablier cosmique ne réside pas dans la zone périphérique : c’est surtout le centre de l’image qui met l’eau à la bouche des chercheurs.

Une protoétoile particulièrement jeune

C’est là que réside une protoétoile, un embryon d’astre qui éjecte de grandes quantités de matériel lors de sa naissance. On sait aujourd’hui qu’elle est âgé d’à peine 100 000 ans — une durée évidemment très longue à notre échelle, mais extrêmement courte par rapport à l’espérance de vie de ces objets qui peuvent briller pendant des milliards d’années.

Plus spécifiquement, les données de 2022 ont révélé qu’il s’agissait d’une protoétoile de classe 0, la toute première étape du processus. À ce stade, elle n’a pas encore démarré les réactions de fusion nucléaire de l’hydrogène qui servent de moteur aux étoiles matures ; elle a tout juste entamé le processus de compression qui lui permettra d’y arriver d’ici quelques millions d’années.

Cette précocité en fait un sujet d’étude précieux, car ce genre d’objet regorge d’informations sur le cycle de vie des étoiles. Mais en dépit de cette montée en gamme impressionnante, les astronomes n’étaient pas encore entièrement satisfaits.

En effet, L1527 est particulièrement discrète sur les images de la NIRCam. On distingue à peine une ligne sombre qui correspond au disque protoplanétaire, un vaste amas circulaire de gaz et de poussière qui sert de garde-manger à l’étoile juvénile. Les astronomes ont donc décidé de retourner l’observer de plus près, cette fois avec un autre instrument du JWST : le MIRI.

Une nouvelle observation parfaitement complémentaire

Ce dernier n’est pas aussi doué que la NIRCam pour capturer tous les détails du nuage moléculaire qui entoure la protoétoile. En revanche, grâce à sa spécialisation dans une autre gamme de fréquences (l’infrarouge moyen), il est idéal pour détecter les émissions thermiques générées par la compression progressive de l’étoile en devenir. Il est aussi capable de réaliser des observations spectroscopiques qui aident à comprendre la composition chimique, les conditions physiques et les processus à l’origine de la formation des étoiles.

Cette nouvelle image est un tantinet moins spectaculaire que celle de 2022, mais elle offre une vue imprenable sur la couche de matériel extrêmement dense qui entoure directement la protoétoile. Et surtout, les deux clichés sont  complémentaires l’un de l’autre. Leur combinaison révèle le comportement global du système avec un degré de précision inégalé, en particulier sur la manière dont la protoétoile affecte son environnement direct.

Il sera donc possible d’en extraire des données précieuses sur la toute première étape de la vie des astres. Car malgré des décennies d’observations, il reste des tas de questions sur la nature exacte des événements qui déclenchent la formation des étoiles. Le processus commence-t-il spontanément au-delà d’un certain seuil de densité ? Où y a-t-il forcément besoin d’un apport d’énergie initial par un autre phénomène tel qu’une supernova, comme cela a déjà été observé ?

Ces nouveaux clichés ne suffiront probablement pas à apporter une réponse définitive. Mais les observations de ce genre représentent toutes un nouveau pas dans cette direction. Il conviendra donc de continuer à suivre les exploits du JWST en espérant obtenir des réponses solides sur ces phénomènes qui jouent un rôle central dans la dynamique globale de l’Univers.

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