Zoomer sur la peau du chasseur de la constellation d'Orion

Jeudi, 8 septembre 2016

En combinant les informations issues de l'interféromètre ALMA et du radiotélescope de 30m de l'IRAM, une équipe internationale d'astronomes, dirigée par Javier Goicoechea a obtenu l'image la plus détaillée à ce jour de la barre d'Orion, qui délimite la frontière entre matière diffuse et matière dense dans la région de formation d'étoiles massives la plus proche de la Terre. Cette image offre des informations inédites pour l'étude de la morphologie et de l'activité de cette région fascinante du ciel.

La grande nébuleuse d'Orion, localisée à l'extrémité de l'épée de la constallation d'Orion, fait partie des objets les plus photographiés par les astronomes amateurs. La grande variété de couleurs des images obtenues traduisent l'interaction avec la matière interstellaire de l'intense rayonnement dans le domaine ultraviolet (UV) produit par les étoiles massives rassemblées dans l'amas dit du Trapèze. De part, leur proximité et leur concentration, ces étoiles massives attirent aussi l'attention des astronomes professionnels. Situé à une distance de 1350 années-lumières de la Terre, l'amas du Trapèze est en effet la région de formation d'étoiles massives la plus proche. Les astrophysiciens étudient cette région pour percer les secrets de la formation de ces étoiles lumineuses, qui produisent un rayonnement 200 000 fois plus intense que celui du soleil.


La grande nébuleuse d'Orion observée avec le télescope VLT de l'ESO/VLT et les détails de la barre d'Orion révélés par la combinaison ALMA+IRAM-30m. Crédits : ESO/ALMA/Goicoechea.

Javier Goicoechea nous explique : "Jusqu'à présent, nous avions une vision statique des phénomènes qui influencent la matière dans cette région de transition à cause de la faible résolution angulaire de la précédente génération de radiotélescopes. Avec ALMA, le changement est radical. Nous obtenons une image de très grande sensibilité et avec une précision de 1 seconde d'arc, l'angle sous lequel le système solaire serait vu, s'il était placé à la même distance que Orion.”

Cependant, le défaut de l'interférométrie, la technique utilisée par ALMA pour atteindre la résolution, est une réduction de la sensibilité pour les structures présentant un faible contraste avec le fond. Pour corriger ce biais qui affecte l'image en supprimant des informations importantes, l'équipe a obtenue des observations avec le grand radiotélescope de 30m de diamètre de l'IRAM et les a combinées de manière optimale avec celles résultant de l'interféromètre ALMA. Jérôme Pety indique : "de manière imagée, la combinaison nous donne une image de la peau du chasseur de la constellation d'Orion, alors que les données d'ALMA seules ne nous auraient révélé que les pores de la peau !”


Le bord du nuage moléculaire d'Orion illuminé par les étoiles de l'amas du Trapèze : En partant de la gauche, la première image est obtenue avec le télescope de l'IRAM de 30m seul, la deuxième avec ALMA uniquement et la troisième est issue de la combinaison des deux jeux de données. Il y a un nombre environ 100 fois plus élevé de pixels dans l'image ALMA comparée à l'image 30m. Par comparaison une télévision HD offre un nombre 4 fois plus grand de pixels qu'une télévision standard. Crédits : IRAM/ALMA/Pety.
 


Javier Goicoechea continue : "La combinaison des deux jeux de données révèle que le bord du nuage moléculaire est composé de filaments très fins et de petits globules, organisés en structures plus ou moins périodiques. L'explication de cette structure n'est pas intuitive. Dans une vision statique, on s'attend en effet à ce que le rayonnement UV intense émis par les étoiles du Trapèze détruise les molécules et ionise les atomes. Dans une vision dynamique, le surplus d'énergie apporté par le rayonnement UV produit un choc qui comprime le bord du nuage moléculaire et conduit à la formation de filaments et globules dans le gaz qui reste moléculaire. Jérôme Pety conclut avec enthousiasme: "Cette couche de matière comprimée devrait contribuer à protéger le nuage moléculaire de l'effet destructeur du rayonnement UV. Derrière ce mur, la température du gaz décroît rapidement, le nuage peut évoluer tranquillement et former une nouvelle génération d'étoiles.”


Ces images présentent la surface du vaste nuage moléculaire situé derrière la grande nébuleuse d'Orion à 1400 années lumière de la Terre. L'image à gauche présente une vision générale de la région, obtenue avec l'instrument HAWK-I installé sur le Very Large Telescope. La zone plus petite observée avec l'interféromètre Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) est identifiée par un rectangle blanc. Le panneau de droite présente l'image ALMA et l'impressionnante structure révélée pour la première fois. Crédits : ESO.

 

Source(s): 

Javier R. Goicoechea, Jérôme Pety, Sara Cuadrado, José Cernicharo, Edwige Chapillon, Asunción Fuente, Maryvonne Gerin, Christine Joblin, Nuria Marcelino & Paolo Pilleri. Compression and ablation of the photo-irradiated molecular cloud the Orion Bar. Nature, 537, 207-209, 8 septembre 2016.

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