Grâce à des observations effectuées à l'aide du «très grand télescope interférométrique» (VLTI) de l'observatoire européen austral (ESO), une équipe d'astronomes allemands nous a aidés à mieux comprendre la façon dont croissent les très jeunes astres.

Les chercheurs, de l'institut Max Planck de radioastronomie, se sont penchés sur des objets de la famille Herbig Ae/Be. Ces très jeunes étoiles sont plus grandes que notre soleil et sont en cours de formation; elles croissent en «avalant» des substances provenant d'un disque qui les entoure. Toutefois, la morphologie de l'environnement interne de ces étoiles reste un mystère.

Ces travaux de recherche récents se sont particulièrement intéressés à une étoile appelée MWC-147, située à environ 2600 années-lumière de la Terre dans la constellation du Monoceros («l'Unicorne») et dont la masse équivaut à 6,6 fois celle de notre soleil. L'étoile n'est âgée que d'un demi-million d'années; si l'on compare notre soleil – âgé de 4,6 milliards d'années – à une personne de quarante ans, l'étoile MWC-147 ne serait qu'un bébé d'un jour.

À l'aide des instruments MIDI et AMBER de l'ESO, les scientifiques ont associé la lumière de divers télescopes afin d'obtenir des observations interférométriques de MWC-147 à différentes longueurs d'ondes. Les observations quasi infrarouges sondent la substance chaude des régions les plus profondes du disque, où les températures peuvent atteindre quelques milliers de degrés. Parallèlement, les observations réalisées à l'infrarouge moyen fournissent des informations sur la poussière plus froide à l'extérieur du disque.

«Les divers régimes de longueurs d'ondes établissent des températures différentes, ce qui nous permet de sonder la géométrie du disque à une échelle plus petite, mais également de distinguer les changements de température par rapport à la distance de l'étoile», a expliqué Stefan Kraus, auteur principal de l'article.

Leurs résultats, qui sont publiés dans la revue Astrophysical Journal, nous permettent de comprendre le processus de formation des étoiles et de leurs planètes. Les changements de température en fonction de la distance accrue depuis l'étoile semblent être plus élevés que ceux prévus par les modèles antérieurs. Autrement dit, la plupart des émissions quasi infrarouges proviennent d'une substance très chaude, très proche de l'étoile. Ces résultats suggèrent également que l'environnement immédiat de l'étoile est dépourvu de poussière; en effet, l'énergie irradiée par l'étoile chaufferait et détruirait ainsi tout grain de poussière.

«Nous avons effectué des simulations numériques détaillées afin de comprendre ces observations. Conclusion faite, nous n'observons pas seulement le disque de poussière externe, mais mesurons également une forte émission provenant d'un disque gazeux interne chaud», a déclaré D^r Kraus. «Autrement dit, le disque n'est pas passif; il ne se contente pas de retraiter la lumière émise par l'astre. Au contraire, ce disque est actif et nous voyons le matériel qui est transporté par les parties externes du disque vers l'étoile en formation.»

D'après les astronomes, le disque peut s'étendre à cent unités astronomiques (une UA correspond à la distance entre la Terre et le soleil), et le «bébé stellaire» croît à un rythme de sept millionièmes de masse solaire par an.

«Notre étude démontre la capacité du VLTI de l'ESO à sonder la structure interne des disques autour des jeunes étoiles et à révéler la façon dont les étoiles atteignent leur masse finale», a commenté D^r Kraus.

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