Les nuages moléculaires, composés principalement d’hydrogène
moléculaire et de poussières, sont des régions cosmiques suffisamment
denses pour permettre la formation d’étoiles. Il existe deux théories
sur la formation des étoiles massives. L'une d'elles prédit que le nuage
moléculaire se fragmente d’abord en plusieurs poches de gaz, chacune
s'effondrant ensuite sur elle-même pour donner naissance à une étoile de
masse proportionnelle à la taille de chaque fragment. Le deuxième
scénario est plus « dramatique » : le nuage entier s’effondre sur
lui-même, la matière étant attirée vers le centre, il se densifie et
engendre un astre géant.
Le progéniteur stellaire observé au
centre du nuage moléculaire observé par ALMA est le plus massif de toute
la Voie Lactée (500 fois la masse du Soleil, et en augmentation
continue). Situé à 11 000 années-lumière de nous, il a déjà été scruté
par l’observatoire spatial Herschel, dont les résultats
laissaient penser que les mécanismes de formation correspondent plutôt
au deuxième scénario, celui d’un effondrement global de matière.
Les
données collectées par ALMA confirment cette hypothèse. Au centre du
nuage, un gigantesque embryon d’étoile se nourrit de toute la matière
environnante, et devrait devenir une étoile brillante supermassive
(jusqu'à 100 fois plus grosse que le Soleil). Seule une étoile sur 10
000 atteint de telles proportions, et leur naissance est un phénomène
rapide ce qui rend leur observation d'autant plus difficile.
Ce résultat a été obtenu en n’utilisant qu’un quart du potentiel final d’ALMA (cf «
Zoom : l’observatoire ALMA »). Des observations futures avec la pleine
capacité de l'observatoire, sur ce nuage mais aussi d’autres nuages
sombres du plan de la Galaxie, devraient permettre de confirmer très
vite si ce scenario particulier est le mécanisme principal de formation
des astres les plus massifs de la Galaxie.
Observations de la région où se forme l’étoile supermassive, par Spitzer
(à gauche), ALMA (à droite), et les deux relevés combinés (au milieu).
Comme Herschel, le satellite Spitzer réalise ses observations dans
l’infrarouge (longueur d’onde : 3,6, 4,5 et 8,0 µm), tandis que
l’observation d’ALMA correspond à des longueurs d’onde d’environ 3mm. La
zone jaune au centre de l’image d’ALMA est le gigantesque nuage
moléculaire dans lequel l’embryon d’étoile se nourrit et grossit.
Zoom : l'observatoire ALMA
L'observatoire ALMA
(Atacama Large Millimeter Array), localiséau Chili, permet d'avoir une
observation fine de la formation des étoiles, que ce soit dans l'Univers
proche ou l'Univers lointain. Sa construction complète devrait être
achevée prochainement (fin 2013). Cet observatoire sera équipé de 66
antennes, et la distance entre les antennes couplées variera entre 150
mètre et 16 kilomètres, conférant à ALMA une capacité de zoom inégalée.
Les données recueillies par chaque antenne seront assemblées par un
superordinateur, spécialement créé pour ce projet, capable d'effectuer
17 millions de milliards d'opérations par seconde.