mai 17, 2022

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Les astronomes de Harvard parlent de « l’histoire policière » d’une bulle de 1 000 années-lumière de large entourant la Terre

bulle locale

« C’est vraiment une histoire d’origine; pour la première fois, nous pouvons expliquer comment commence toute la formation d’étoiles à proximité. » Catherine Zucker NASA Hubble Fellow au Harvard Center for Astrophysics and Space Sciences à propos de la découverte La Terre se trouve dans un vide de 1 000 années-lumière de large entouré de milliers de jeunes étoiles.

Créer une grosse grosse bulle

Cette découverte pose la question : comment ces étoiles se sont-elles formées ? Dans un article publié dans Nature, des astronomes du Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) et du Space Telescope Science Institute (STScI) reconstituent l’histoire de l’évolution de notre galaxie voisine, montrant comment une série d’événements qui ont commencé il y a 14 millions d’années ont créé une vaste bulle responsable de la composition de toutes les jeunes étoiles proches.

« Les suppebulles sont le résultat de l’explosion de nombreuses supernovae. Les étoiles massives se forment en amas, la plupart du temps, donc quand elles meurent et explosent, vous n’obtenez pas une explosion mais un groupe d’explosions qui créeront une super bulle. » coauteur João Alves, professeur à l’Université de Vienne dans un e-mail à Galaxie quotidienne. Notez que de nombreuses étoiles massives proches du Soleil exploseront encore sous forme de supernovae « bientôt », telles que Coeur de scorpion, une supergéante rouge avec une masse d’environ 12 fois la masse du Soleil et plus de 75 000 fois plus brillante que le Soleil au cœur de la constellation du Scorpion », a ajouté Alves.

La cavité de la super-bulle est beaucoup moins dense que le milieu environnant et est remplie d’un gaz fin et chaud pouvant atteindre un million de degrés Kelvin, a déclaré Zucker. Galaxie quotidienne.

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La figure centrale de la feuille, une animation 3D de l’espace-temps, révèle que toutes les jeunes étoiles et les régions de formation d’étoiles – à moins de 500 années-lumière de la Terre – sont assises à la surface d’une bulle géante connue sous le nom de bulle locale. Alors que les astronomes connaissent son existence depuis des décennies, les scientifiques peuvent désormais voir et comprendre les débuts de la bulle locale et son effet sur le gaz environnant.

Notre source d’étoiles : la bulle locale

En utilisant une combinaison de nouvelles données et de techniques de science des données, une animation spatio-temporelle montre comment une série de supernovae qui a explosé pour la première fois il y a 14 millions d’années a poussé le gaz interstellaire vers l’extérieur, créant une structure en forme de bulle avec une surface prête pour la formation d’étoiles. Aujourd’hui, sept régions connues de formation d’étoiles ou nuages ​​moléculaires – des régions denses dans l’espace où les étoiles peuvent se former – sont situées à la surface de la bulle.

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« Les sept régions de formation d’étoiles sont Taurus, Ophiuchus, Pipe, Corona Australis, Lupus, Mosca et Chameleons », a déclaré Alves. Galaxie quotidienneVous pouvez les voir dans cette courte vidéo YouTube :

« Nous avons calculé qu’environ 15 supernovae ont été déclenchées sur des millions d’années pour former la bulle locale que nous voyons aujourd’hui », explique Zucker, qui est maintenant boursier Hubble de la NASA au STScI.

Les astronomes notent que la bulle de forme étrange n’est pas en sommeil et continue de croître lentement. « Il se déplace à 4 miles par seconde », dit Zucker. « Il a perdu la majeure partie de son attrait même s’il s’est à peu près stabilisé en termes de vitesse. »

La vitesse d’expansion de la bulle, ainsi que les trajectoires passées et les largeurs des jeunes étoiles se formant à sa surface, ont été dérivées à l’aide de données acquises par Gaia, un observatoire spatial lancé par l’Agence spatiale européenne.

« Il s’agit d’une histoire policière incroyable, guidée par des déclarations et des théories », déclare le professeur de Harvard et du Centre d’astrophysique. « Nous pouvons examiner l’histoire de la formation des étoiles autour de nous en utilisant un large éventail de preuves indépendantes : des modèles de supernova, des mouvements stellaires et de nouvelles cartes 3D fantastiques du matériau entourant la bulle locale. »

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Des étoiles qui explosent partout ?

« Lorsque la première supernovae qui a créé la bulle locale a explosé, notre Soleil était loin de l’événement », explique le co-auteur João Alves, professeur à l’Université de Vienne. « Mais il y a environ cinq millions d’années, la trajectoire du Soleil à travers la galaxie l’a amené directement dans la bulle, et maintenant le Soleil se trouve – juste par chance – en plein centre de la bulle. »

Aujourd’hui, en tant que guides humains dans l’espace depuis le soleil, ils sont aux premières loges du processus de formation d’étoiles qui se produit partout à la surface de la bulle.

« Pensez à une explosion de supernova qui neige à partir du gaz environnant, s’accumulant au bord de la bulle. À un moment donné, elle pourrait accumuler suffisamment de gaz pour se refroidir et devenir instable pour s’effondrer, formant de nouvelles étoiles. Les choses sont plus compliquées que ça, mais c’est l’idée publique », a écrit Joao Alves dans un e-mail à Galaxie quotidienne.

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Physique des superbulles

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« Les supernovae simples sont de puissantes explosions en tant que forces faisant exploser une onde de choc qui rejette le gaz environnant autour d’elle dans une coquille dense et en expansion avec une surface mûre pour la formation d’étoiles », a déclaré Zucker. Galaxie quotidienne. « Cependant, lorsque plusieurs grosses bulles propulsées par une supernova entrent en contact, l’effet de pelle à neige est amplifié, nous nous attendons donc à plus de formation d’étoiles là où les bulles entrent en contact. Nous avons une idée que la bulle locale pourrait interagir avec d’autres bulles dans notre voisinage galactique, et nous espérons explorer ce genre de Recherche de travaux futurs.

Les astronomes ont émis l’hypothèse pour la première fois que les supernovae étaient omniprésentes dans la Voie lactée il y a près de 50 ans. « Maintenant, nous avons la preuve – et quelles sont les chances que nous ayons raison au milieu de l’une de ces choses? » demande Goodman. Statistiquement parlant, il est hautement improbable que le Soleil soit centré dans une bulle géante si de telles bulles sont rares dans notre Voie lactée, explique-t-elle.

Goodman compare la découverte à celle de la Voie lactée similaire au fromage suisse avec des trous, où les trous dans le fromage sont emportés par les supernovae, et de nouvelles étoiles peuvent se former dans le fromage autour des trous causés par les étoiles mourantes.

Le dernier mot – « formation d’étoiles stimulée »

Michael Foley, co-auteur et NSF Fellow au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a écrit dans un e-mail à Galaxie quotidienne. « Parce qu’il y a de nombreux nuages ​​moléculaires locaux à la surface de la bulle locale, cela suggère que les supernovae ont joué un rôle important dans la compression suffisante du gaz pour former des étoiles proches », explique Foley. Ce mécanisme. Il poursuit: « C’est ce qu’on appelle la formation d’étoiles » excitées « – les supernovae peuvent pousser les gaz ensemble » pour stimuler « l’effondrement gravitationnel du gaz dans les étoiles, plutôt que l’effondrement du gaz sans influence externe. La présence à la fois de la bulle locale et de la bulle de Pertau coquille à quelques centaines de parsecs de notre Soleil suggère que cette approche « excitée » pourrait être un mécanisme majeur, sinon dominant, pour la formation de nouvelles étoiles.

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« En traçant de nouvelles bulles dans notre galaxie », observe Foley, « nous pouvons étudier exactement à quel point les étonnantes étoiles « déclencheuses » sont communes pour la renaissance. Ces bulles nous aideront également à comprendre l’évolution de structures plus grandes dans notre galaxie, telles que ses bras spiraux. et ‘piles galactiques’. » ‘ – Des cavités dans le milieu interstellaire provenant de multiples explosions de supernova qui peuvent canaliser le gaz du plan galactique vers la couronne. Nous pensons que la bulle locale peut être un exemple de cheminée galactique.

L’agitation est le facteur de motivation

« De plus », explique Foley dans son e-mail, « le gaz dans les nuages ​​moléculaires est très turbulent. La turbulence est très importante dans la formation des étoiles pour deux raisons : 1) elle est capable de générer sans aucune sous-région dense dans le gaz qui peut commencer à s’effondrer et forment des étoiles et 2 ) maintient le gaz en mouvement assez rapidement pour empêcher l’effondrement gravitationnel de l’ensemble du nuage gravitationnel à la fois. Il y a encore un débat sur la façon dont les nuages ​​ont acquis cette turbulence à l’origine. Une possibilité est que la turbulence puisse être produite par l’interaction des chocs du milieu interstellaire et de la pression et du gaz agité dans les nuages ​​Ces chocs peuvent être produits par des événements comme les supernovae, donc l’étude de la structure tridimensionnelle des bulles et de leur relation avec les accords moléculaires peut nous donner des indices sur la manière dont les supernovae contribuent à la génération de perturbations.

Ensuite, l’équipe prévoit de dessiner plus de bulles entre les étoiles pour obtenir une vue 3D complète de leurs emplacements, formes et tailles. Dessiner les bulles et leur relation les unes aux autres permettra éventuellement aux astronomes de comprendre le rôle des étoiles mourantes dans la naissance de nouvelles bulles et dans la structure et l’évolution des galaxies telles que la Voie lactée..

Crédit image : haut de page, bulle locale, Léa Hostak (@STScI)

Maxwell Moastrophysicien NASA Einstein, Université de l’Arizona via João Alves Et Michel FoleyEt Catherine Zucker Et CfA de Harvard