Le satellite Webb de la NASA étudiera l’influence du rayonnement des étoiles massives sur leur environnement

Ce Communiqué de Presse publié par la NASA présente le projet d’observation qu’une équipe de l’IRAP coordonne, et dont l’objectif est d’observer la nébuleuse d’Orion au moyen du futur télescope spatial James Webb.

Dans une pouponnière d’étoiles proche baptisée nébuleuse d’Orion, de jeunes étoiles massives émettent des rayons ultraviolets lointains sur le nuage de poussière et de gaz dont elles sont issues. Cet intense rayonnement perturbe fortement le nuage en brisant les molécules, en ionisant les atomes et les molécules en leur ôtant leurs électrons, en chauffant le gaz ainsi que la poussière environnante. Une équipe internationale incluant des chercheurs de l’IRAP (Université de Toulouse III, CNRS et CNES) utilisera le télescope spatial James Webb de la NASA dont le lancement est prévu en octobre, afin d’étudier une partie du nuage irradié appelée barre d’Orion, et de mieux cerner l’influence des étoiles massives sur leur environnement, voire sur la formation de notre propre système solaire.

« Le fait que les étoiles massives façonnent la structure des galaxies au travers de leurs explosions en supernovae est connu depuis longtemps. Mais ce que l’on a découvert plus récemment, c’est que les étoiles massives influencent également leur environnement, non seulement en tant que supernovae, mais également au travers des vents et des rayonnements qu’elles émettent au cours de leur existence », précise l’un des principaux chercheurs de l’équipe, Olivier Berné, astronome à l’IRAP.

Ce graphique illustre la nature stratifiée d’une région de photodissociation (PDR) telle que la barre d’Orion. Autrefois considérées comme des zones homogènes de gaz chauds et de poussière, nous savons à présent que les PDR renferment une structure complexe et quatre zones distinctes. L’encadré de gauche montre une partie de la barre d’Orion dans la nébuleuse d’Orion. L’encadré en haut à droite illustre une région massive de formation d’étoiles dont les explosions de rayonnement ultraviolet affectent un PDR. L’encadré en bas à droite fait un zoom avant sur un PDR pour représenter ses quatre zones distinctes: 1) la zone moléculaire, une région froide et dense où le gaz est sous forme de molécules et où les étoiles pourraient se former; 2) le front de dissociation, où les molécules se décomposent en atomes lorsque la température augmente; 3) le front d’ionisation, où le gaz est dépouillé d’électrons, devenant ionisé, lorsque la température augmente considérablement; et 4) l’écoulement de gaz entièrement ionisé dans une région d’hydrogène atomique ionisé. Pour la première fois, le télescope James Webb pourra séparer et étudier les conditions physiques de ces différentes zones. Crédits: NASA, ESA, CSA, Jason Champion (CNRS), Pam Jeffries (STScI), équipe PDRs4ALL ERS

Ouvrir la voie aux observations futures

Ces observations s’inscriront dans le cadre du programme scientifique « Director’s Discretionary-Early Release », qui offre du temps d’observation à des projets sélectionnés au début de la mission du télescope. Ce programme permet à la communauté astronomique d’apprendre rapidement comment utiliser au mieux les capacités de Webb, tout en produisant une science robuste.

L’un des objectifs du travail sur la barre d’Orion est d’identifier les caractéristiques qui serviront de « modèle » pour les études futures des PDR plus éloignés. À de plus grandes distances, les différentes zones pourraient se fondre les unes aux autres. Les informations provenant de la barre d’Orion seront utiles pour interpréter ces données. Les observations de la barre d’Orion seront disponibles pour la communauté scientifique au sens large peu après leur collecte.

« La plupart de la lumière que nous recevons des galaxies très lointaines provient des ‘nébuleuses d’Orion’ qui peuplent ces galaxies », explique Olivier Berné. « Il est donc parfaitement logique d’observer dans les moindres détails la nébuleuse d’Orion qui se trouve près de nous afin de mieux comprendre les émissions en provenance de ces galaxies très lointaines qui contiennent de nombreuses régions de type Orion. »

Le télescope spatial James Webb sera le premier observatoire de sciences spatiales au monde lorsqu’il sera lancé en 2021. Webb résoudra certains des mystères de notre système solaire, se tournera vers des mondes lointains situés autour d’autres étoiles et sondera les mystérieuses structures ainsi que les origines de notre univers et de la place que nous y occupons. Webb est un programme international dirigé par la NASA avec ses partenaires, l’ESA (Agence spatiale européenne) et l’Agence spatiale canadienne.

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Contact IRAP

  • Olivier Berné, olivier.berne@irap.omp.eu
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