La dernière image du télescope spatial James Webb il a immortalisé les premières étapes de la vie d’un système stellaire en formation: il s’agit du nuage moléculaire L1527éloigné de la Terre 460 années-lumière et situé dans le constellation du Taureau. Le cloud prend une caractéristique façonner un Sablier en raison de jets de matière expulsés d’une protoétoile centrale. Ce dernier est situé juste dans le « cou » de ce sablier cosmique. Une protoétoile est un très jeune objet céleste, dans ce cas 100 mille ansqui accumule lentement le matériel nécessaire pour pouvoir atteindre le conditions de température et de densité tel que déclencher des réactions de fusion nucléaire d’hydrogène et ainsi se transformer en un étoile.
L’image a été obtenue grâce à l’outil MIRI du télescope James Webb, sensible aux longueurs d’onde de infrarouge moyen, invisible à l’œil humain. Ces longueurs d’onde nous permettent d’étudier en détail l’émission lumineuse de poussière de la nébuleuse. En fait, la poussière vient réchauffé du rayonnement et matière émis par Protoétoile et réémettre cette énergie accumulée sous forme de rayonnement lumineux dans l’infrarouge moyen.
Ce que montre l’image de James Webb : pourquoi le nuage a la forme d’un sablier
L’image publiée par la NASA a été obtenue avec l’instrument MIRI de James Webb, sensible à infrarouge moyen. L’image est dans fausses couleursobtenu en attribuant une couleur visible à l’œil humain à chaque longueur d’onde infrarouge moyen différente de l’instrument MIRI, qui serait normalement invisible à l’œil humain.
Au centre de cela sablier cosmique on en trouve un Protoétoile qui accumule du matériel à partir d’un mince disque protoplanétaire. Ce dernier est visible sur l’image comme un fine ligne sombre entouré d’un zone intermédiaire blanche formé d’un mélange d’hydrocarbures, de gaz ionisés et d’autres molécules. Les régions colorées en bleu montrent les émissions dues à des composés organiques tels que hydrocarbures aromatiques polycycliquestandis que celui de rouge à l’épaisse couche de gaz et poussières entourant la protoétoile.
L’émission de lumière de ces composés est due àénergie libérée par la protoétoile dans le nuage moléculaire. La protoétoile émet en effet jets de matière dans des directions opposées le long de son axe de rotation car il consomme du gaz et de la poussière du nuage environnant. Ces jets de matière génèrent à la fois le structure filamenteuse visible dans les images de James Webb est le structure en sablier dans le nuage moléculaire, tandis qu’ils transfèrent de l’énergie à la matière environnante, faisant briller les régions situées au-dessus et en dessous.
Dans l’espace de des centaines de milliers d’années la protoétoile va accumuler de plus en plus de matière, augmentant sa masse au détriment de celle du nuage moléculaire. En même temps, l’énergie émise sous forme de rayonnement infrarouge et de jets de matière cela dissipera une grande partie du nuage. La structure en sablier aura ainsi tendance à disparaître, laissant en son centre une nouvelle étoile qui deviendra facilement reconnaissable même pour les télescopes observant la lumière visible.
Qu’est-ce qu’une protoétoile comme celle au centre du « sablier cosmique »
Le système L1527 est un exemple typique de nuage moléculaire présent dans notre galaxie, la Voie Lactée. Un nuage moléculaire est le lieu où naissent les nouvelles générations d’étoiles. Ce sont des nébuleuses très froides (environ –265 °C) composé principalement de hydrogène sous forme moléculaire (d’où le nom de ces structures), c’est à dire les molécules H2.
Dans ces nuages, la gravité a tendance à épaissir la matière, générant ainsi un Protoétoile. Celles-ci diffèrent des étoiles car les conditions de densité et de température nécessaires à leur déclenchement n’ont pas encore été générées à l’intérieur d’elles. réactions de fusion nucléaire à l’hydrogène. Seulement après avoir atteint un certain point masse critiqueles conditions de densité et de température sont telles qu’elles déclenchent la fusion nucléaire et transforment l’objet en une véritable étoile.
Même s’il n’y a pas de réactions nucléaires, une protoétoile il émet toujours de l’énergie sous forme de rayonnement et de jets de matière le long de l’axe de rotation. Or, cette énergie vient de impacts du matériel en croissance à la surface de la protoétoile et sur le disque de matière environnant. La majeure partie de cette énergie est émise sous forme de rayonnement infrarougeexactement ce que le télescope spatial James Webb est capable de capter.