Une très jeune étoile se forme près du trou noir supermassif de la Voie lactée

Depuis les années 1930, les physiciens et ingénieur radio Karl Jansky ont rapporté la découverte d’une source radio stationnaire provenant du centre de notre galaxie. Cette source est devenue connue sous le nom de Sagittarius A* (Sgr A*), et dans les années 1970, les astronomes ont déterminé qu’il s’agissait d’un trou noir supermassif (SMBH) quatre millions de fois la masse de notre Soleil. Depuis lors, les astronomes ont utilisé des radiotélescopes de plus en plus perfectionnés pour étudier Sgr A* et son environnement. Cela a conduit à de nombreuses découvertes étranges, telles que les nombreux « étoiles » et « objets G » gazeux qui l’orbitent.

Étudier ces objets et comment la forte gravité de Sgr A* a permis aux scientifiques de tester les lois de la physique dans les conditions les plus extrêmes. Dans une étude récente, une équipe internationale de chercheurs dirigée par l’Université de Cologne a fait une découverte surprenante. Sur la base des données recueillies par plusieurs observatoires, ils notent ce qui semble être un Une étoile nouvellement formée (X3a) près de Sgr A*. La découverte soulève des questions importantes sur la façon dont les jeunes objets stellaires (YSO) se forment et survivent près du SMBH, où ils doivent être déchirés par de violentes forces gravitationnelles.

La recherche a été dirigée par Florian Pesker, chercheur postdoctoral à l’Université du Michigan Institut d’astrophysique de l’Université de Cologne. Il a été rejoint par des collègues de l’Université Masaryk Institut d’astrophysique et des particulesJAXA Institut des sciences spatiales et de l’astronautique (ISAS), et Institut de recherche astrophysique et planétaire (PARI) et Institut Max Planck de radioastronomie (MPIA), et Académie tchèque de l’Institut astronomique des scienceset l’Observatoire de Paris. document décrivant leurs découvertes, « X3 : un objet stellaire de petite masse près du trou noir supermassif Sgr A*Récemment paru dans Revue d’Astrophysique.

Ce voisinage de Sgr A* est caractérisé par des processus hautement dynamiques et un rayonnement solide, les conditions mêmes qui s’opposent à la formation d’étoiles. En conséquence, les astronomes ont longtemps supposé que seules les étoiles anciennes – formées il y a des milliards d’années et stabilisées en orbite par frottement dynamique – pouvaient être trouvées à proximité des SMBH. Cependant, les astronomes ont observé de très jeunes étoiles près de Sgr A* au cours des 20 dernières années. Cela a soulevé la question évidente de savoir où et comment ils se sont formés et ont trouvé leur chemin dans leurs orbites actuelles.

En observant X3a, l’équipe a remarqué qu’il était non seulement très jeune (plusieurs dizaines de milliers d’années) mais aussi dix fois la taille et quinze fois la masse du Soleil. Dans leur étude, l’équipe s’est appuyée sur les données de plusieurs télescopes pour effectuer des observations à plusieurs longueurs d’onde. Il s’agit de mesures dans le proche et le moyen infrarouge (NIR/MIR) à l’aide de SINFONIEt NakoEt IsaacEt Vision Outils sur les ESO Un très grand télescope (VLT), et pointu outil sur Télescope de nouvelle technologie (NTT) f Caméra proche infrarouge -2 (NIRC-2) sur Télescopes WM Keck.

Ceux-ci ont été combinés avec des observations de champ radio en utilisant Atacama Large Millimeter Array (ALMA) pour identifier les composants à différentes températures et emplacements. Sur la base de leurs observations, l’équipe pense que X3a s’est formé dans une cartouche dense de poussière et de gaz qui a orbité plus loin de Sgr A * et a ensuite sombré dans son orbite actuelle. Comme expliqué par le premier auteur, le Dr Florian Becker de l’Université de Cologne communiqué de presse:

« Il s’avère qu’il existe une région à quelques années-lumière du trou noir qui remplit les conditions de formation d’étoiles. Cette région, un anneau de gaz et de poussière, est suffisamment froide et protégée des rayonnements destructeurs. Le so -appelé temps de chute correspond approximativement à l’âge de X3a.

Selon l’équipe, le processus de formation commence dans X3, qui est une enveloppe gazeuse dans l’anneau extérieur entourant le centre de Sgr A*. Ces nuages ​​peuvent atteindre une centaine de masses solaires, ce qui les ferait s’effondrer sous leur propre gravité pour former une ou plusieurs étoiles. Les observations ont également montré qu’il existe de nombreux nuages ​​de ce type dans l’anneau extérieur qui sont susceptibles d’interagir les uns avec les autres. Cela entraînerait (théoriquement) une perte de moment cinétique et une chute vers l’intérieur avec le temps (la direction du trou noir).

Ce scénario explique le stade d’évolution stellaire de X3a car les observations actuelles (qui montrent à quoi elle ressemblait il y a 300 000 ans) indiquent qu’elle semble évoluer vers une étoile mature. Par conséquent, il est hautement plausible que l’anneau de gaz et de poussière ait servi de berceau à de jeunes étoiles au centre de notre galaxie. À cet égard, la présence de X3a pourrait combler le fossé entre la formation d’étoiles et les YSO au voisinage immédiat de Sgr A*. en tant que dr. Michal Zajcic à l’Université Masaryk (co-auteur de l’étude) ajoutée:

« Avec sa masse élevée d’environ dix fois la masse du Soleil, X3a est une géante interstellaire, et ces géantes évoluent très rapidement vers la maturité. Nous avons eu la chance de repérer l’étoile massive au centre de l’enveloppe circumstellaire en forme de comète. » Ensuite, nous avons identifié les principales caractéristiques liées à son âge. Petit, comme l’emballage d’une petite enveloppe qui circule. »

Comme des anneaux similaires de poussière et de gaz peuvent être trouvés dans d’autres galaxies, ce mécanisme pourrait être appliqué à d’autres SMBH, ce qui signifie que de nombreuses galaxies massives pourraient avoir de très jeunes étoiles près de leur centre. Des études de suivi avec des télescopes de nouvelle génération tels que la NASA sont actuellement en cours de planification Télescope spatial James Webb (JWST) et ESO Un très grand télescope (ELT) au Chili. Ces observations permettront de tester ce modèle de formation d’étoiles dans notre galaxie et éventuellement d’autres.

Lecture complémentaire : Université de CologneEt Journal astrophysique