Découverte du premier disque autour d’une étoile en dehors de la Voie Lactée

Les astronomes ont découvert un disque en rotation autour d’une étoile de masse élevée se formant dans le Grand Nuage de Magellan, marquant l’observation la plus éloignée. La découverte, réalisée à l’aide d’ALMA et détaillée dans la revue Nature, révèle des différences clés dans le processus de formation des étoiles dans les différentes galaxies, mettant en évidence la plus faible teneur en poussière et en métaux du Grand Nuage de Magellan par rapport à la Voie Lactée. Crédit : ISO/L. Calada

Une découverte révolutionnaire réalisée par des astronomes révèle un disque en rotation autour d’une étoile de masse élevée dans le Grand Nuage de Magellan, offrant ainsi de nouvelles informations sur la formation des étoiles dans différents environnements galactiques.

Une équipe internationale d’astronomes a annoncé la première découverte d’une structure de disque en rotation autour d’une étoile de masse élevée en dehors de notre galaxie. Voie Lactée Dans une autre galaxie.

Le disque est entouré d’une jeune étoile massive située dans une pépinière stellaire appelée N180, résidant dans une galaxie naine voisine appelée le Grand Nuage de Magellan.

Situé à une distance de 163 000 années-lumière de la Terre, ce disque est le disque le plus éloigné autour d’une étoile massive jamais détecté directement.

Cette vue d’artiste montre le système HH 1177, situé dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie voisine de la nôtre. Le petit corps stellaire massif qui brille au centre collecte la matière d’un disque poussiéreux tout en l’expulsant dans de puissants jets. Crédit : iso/m. Messager de Korn

Observations pionnières avec ALMA

Utilisation du grand réseau millimétrique/submillimétrique Atacama (Alma) Au Chili, où se trouve l’Observatoire européen austral (Éso) En partenariat, les chercheurs ont observé des mouvements dans le gaz autour d’un jeune objet stellaire dans le Grand Nuage de Magellan qui correspondent à un disque d’accrétion de Kepler, du type qui alimente la croissance des étoiles par la chute de matière.

Dirigées par l’Université de Durham et comprenant des astronomes du Centre technologique d’astronomie du Royaume-Uni, les découvertes de l’équipe ont été publiées dans la revue nature.

Lorsque la matière est attirée par l’étoile en croissance, elle ne peut pas tomber directement sur elle ; Au lieu de cela, il s’aplatit pour former un disque en rotation autour de l’étoile. Près du centre, le disque tourne plus vite, et cette différence de vitesse est la preuve définitive qui montre aux astronomes la présence d’un disque d’accrétion.

Grâce aux capacités combinées du Very Large Telescope (VLT) de l’ESO et du Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) d’Atacama, dont l’ESO est partenaire, un disque a été observé autour d’une jeune étoile massive dans une autre galaxie. Les observations effectuées par l’explorateur spectroscopique multi-unités (MUSE) sur le VLT, à gauche, montrent le nuage parent LHA 120-N 180B dans lequel ce système, nommé HH 1177, a été observé pour la première fois. La photo du milieu montre l’avion qui l’accompagne. Le sommet de l’avion est légèrement pointé vers nous et devient ainsi bleu ; La partie inférieure s’éloigne de nous et est donc décalée vers le rouge. Les observations d’ALMA, à droite, ont révélé le disque en rotation autour de l’étoile, ainsi que ses côtés se rapprochant et s’éloignant de nous. Source : ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. McLeod et coll.

Commentaires du chercheur principal

L’auteur principal de l’étude, le Dr Anna McLeod du Centre d’astronomie extragalactique de l’Université de Durham, a déclaré : « Lorsque j’ai vu pour la première fois des preuves de structure rotative dans les données ALMA, je ne pouvais pas croire que nous avions découvert le premier disque d’accrétion extragalactique ; C’était un moment spécial.

« Nous savons que les disques sont essentiels à la formation des étoiles et des planètes dans notre galaxie, et ici, pour la première fois, nous en voyons une preuve directe dans une autre galaxie.

« Nous sommes à une époque de progrès technologiques rapides en matière d’installations astronomiques.

« Pouvoir étudier comment les étoiles se forment à des distances aussi étonnantes et dans une galaxie différente est très excitant. »

Cette mosaïque montre, en son centre, une image réelle du jeune système stellaire HH 1177, dans le Grand Nuage de Magellan, galaxie voisine de la Voie Lactée. L’image a été acquise à l’aide de l’explorateur spectroscopique multi-unités (MUSE) du Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral et montre des jets tirés depuis l’étoile. Les chercheurs ont ensuite utilisé l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), dont l’ESO est partenaire, pour trouver des preuves de l’existence d’un disque entourant la jeune étoile. Une impression d’artiste du système, montrant à la fois les jets et le disque, est présentée sur le panneau de droite. Crédit : iso/a. McLeod et coll./M. Messager de Korn

Caractéristiques et implications de la découverte

Les étoiles massives, comme celle observée ici, se forment beaucoup plus rapidement et vivent beaucoup moins longtemps que les étoiles de faible masse comme notre Soleil.

Dans notre galaxie, ces étoiles massives sont difficiles à observer et sont souvent masquées par la matière poussiéreuse à partir de laquelle elles se forment lorsque le disque se forme autour d’elles.

Contrairement aux disques circumstellaires similaires de la Voie Lactée, ce système est optiquement visible, probablement en raison de la faible teneur en poussière et en métaux de son environnement. Cela donne aux astronomes un aperçu de la dynamique d’accrétion qui est généralement cachée derrière le voile de gaz et de poussière.

L’analyse du disque indique la présence d’une région képlérienne interne qui migre dans le matériau infaillible à de plus grandes distances de l’étoile centrale. La masse de l’étoile est estimée à environ 15 fois la masse de notre soleil.

Bien qu’ils présentent de nombreuses caractéristiques familières aux disques de la Voie lactée, ils présentent également des différences intéressantes.

La faible teneur en minéraux typique du LMC semble rendre le disque plus stable contre la fragmentation.

La découverte réussie de ce disque circumstellaire extragalactique améliore les perspectives de trouver davantage de systèmes de ce type utilisant ALMA et le Very Large Array (ngVLA) de nouvelle génération.

L’étude de la formation des étoiles et des disques dans différents environnements galactiques nous aidera à compléter notre compréhension des origines stellaires.

Pour en savoir plus sur cette découverte, voir Des astronomes détectent un disque formant une planète dans une autre galaxie.

Grâce à ALMA, les astronomes ont découvert pour la première fois un disque autour d’une jeune étoile en dehors de notre galaxie. Cette vidéo résume la découverte. Crédit : Esso

Référence : « Un possible disque de Kepler alimentant une jeune étoile massive révélé optiquement » par Anna F. McLeod, Pamela D. Klassen, Megan Reiter, Jonathan Hinshaw, Rolf Kuiper et Adam Ginsberg, 29 novembre 2023, nature.
est ce que je: 10.1038/s41586-023-06790-2