Naissance d'une étoile dans un froid extrême ?

Vendredi, 2 février 2007

Une équipe francaise appartenant à plusieurs laboratoires associés au CNRS(1) vient d'observer un nuage interstellaire, L183, avec le radiotélescope de 30 mètres de l'IRAM (CNRS-INSU) et avec d'autres radiotélescopes. Ils ont cartographié son cœur en utilisant comme traceurs les molécules N2H+ et N2D+. Leurs modèles montrent que la température dans la zone centrale descend jusqu'à 7 K et que toutes les conditions sont réunies pour que ce cœur conduise à la formation d'une étoile.

L'étude des nuages interstellaires est très importante car ils constituent le lieu privilégié de formation des étoiles par effondrement sur eux-mêmes. Constitués de gaz, ils possèdent également de grande quantités de poussière qui nous masque le rayonnement provenant des parties centrales. Or ces parties centrales sont les berceaux d'étoiles. Comprendre la formation stellaire, c'est comprendre la physique régnant dans ces cœurs denses de matière.

Pour les étudier, il nécessaire d'analyser le rayonnement émis par certaines molécules dans le domaine des ondes radios millimétriques. Il s'est avéré que les molécules les plus abondantes comme le monoxyde de carbone (CO) ou l'eau (H2O), n'étaient pas de bons traceurs pour étudier le cœur de ces nuages. La température en leur sein est très basse, inférieure à 20 K, et CO et H2O vont se transformer en glace et se coller aux grains de poussière.

Il est apparu, pour des causes encore mal comprises, que les molécules ne contenant que de l'azote et de l'hydrogène, tel NH3 (ammoniac) ou N2H+, semblent ne pas disparaître dans les cœurs très denses des nuages interstellaires et constitueraient donc de bons traceurs.

Une équipe francaise vient d'étudier un petit nuage interstellaire, L183, qui est très proche de nous à environ 340 années-lumière. Ils ont utilisé le radiotélescope de 30 mètres de l'Institut de Radioastronomie Millimétrique situé sur le Pico Veleta près de Grenade en Espagne et en complément le radiotélescope Caltech Submillimeter Observatory de 10,4 mètres de diamètre sur le Mauna Kea à Hawaii. Ils ont utilisé comme traceurs N2H+ et N2D+, et pour reproduire l'émission des molécules et la comparer à celle observée, un modèle de transfert radiatif.

Il existe un cœur préstellaire au centre du nuage dont la température au centre est extrêmement basse, d'environ 7 K (-266°). Dans ces conditions extrêmes de température, et loin à l'intérieur du nuage, même les molécules azotées disparaissent de la phase gazeuse, ce qui signifie qu'elles viennent se coller sur les grains, ainsi que leurs molécules mères comme N2. Dans cette zone extrêmement froide, où la turbulence disparaît également, toutes les conditions semblent réunies pour que l'effondrement commence et mène à la formation d'une étoile.


Note(s): 
  1. Cette équipe comprend : L. Pagani et S. Cabrit du Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (UMR CNRS, Observatoire de Paris, Universités de Cergy-Pontoise et de Paris VI, Ecole Normale Supérieure); A. Bacmann, Laboratoire d'astrophysique de Bordeaux (UMR CNRS, Université de Bordeaux I); C. Vastel, Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements (UMR CNRS, Université Paul Sabatier).
Source(s): 

"Depletion and low gas temperature in the L183 prestellar core : the N2H+ - N2D+ tool". L. Pagani, A. Bacmann, S. Cabrit, and C. Vastel. A paraître dans Astronomy and Astrophysics.

Contact(s):
  • Laurent Pagani, LERMA, Observatoire de Paris
    laurent [dot] pagani [at] obspm [dot] fr, 01 40 51 20 13

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