Comparée à certaines autres galaxies de notre univers, la Voie lactée est un personnage plutôt subtil. En fait, il existe des galaxies qui sont des milliers de fois plus lumineuses que la Voie lactée, en raison de la présence de gaz chauds dans la zone moléculaire centrale (CMZ) de la galaxie. Ce gaz est chauffé par des éclats massifs de formation d'étoiles qui entourent le trou noir supermassif (SMBH) au noyau de la galaxie.
Le cœur de la Voie lactée possède également un SMBH (Sagittaire A *) et tout le gaz dont il a besoin pour former de nouvelles étoiles. Mais pour une raison quelconque, la formation d'étoiles dans la CMZ de notre galaxie est inférieure à la moyenne. Pour résoudre ce mystère en cours, une équipe internationale d'astronomes a mené une étude vaste et complète de la CMZ pour rechercher des réponses quant à la raison pour laquelle cela pourrait être.
L'étude, intitulée «Formation d'étoiles dans un environnement à haute pression: une vue SMA de la crête de poussière du centre galactique» est récemment parue dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society. L'étude a été dirigée par Daniel Walker de l'Observatoire conjoint ALMA et de l'Observatoire national d'astronomie du Japon, et comprenait des membres de plusieurs observatoires, universités et instituts de recherche.
Pour les besoins de son étude, l'équipe s'est appuyée sur le radio-interféromètre SMA (Submillimeter Array), situé au sommet de Maunakea à Hawaï. Ils ont découvert un échantillon de treize noyaux de masse élevée dans la «crête de poussière» de la CMZ qui pourraient être de jeunes étoiles dans la phase initiale de développement. Ces noyaux variaient en masse de 50 à 2150 masses solaires et ont des rayons de 0,1 à 0,25 parsecs (0,326 à 0,815 année-lumière).
Ils ont également noté la présence de deux objets qui semblaient être de jeunes protostars de grande masse inconnus auparavant. Comme ils le disent dans leur étude, tout cela a indiqué que les étoiles dans CMZ avaient à peu près le même taux de formation que celles du disque galactique, malgré leurs différences de pression énormes:
«Tous semblent être jeunes (pré-UCHII), ce qui signifie qu'ils sont des candidats privilégiés pour représenter les conditions initiales des étoiles et sous-grappes de masse élevée. Nous comparons tous les noyaux détectés avec des noyaux et des nuages de haute masse dans le disque galactique et constatons qu'ils sont globalement similaires en termes de masses et de tailles, bien qu'ils soient soumis à des pressions externes supérieures de plusieurs ordres de grandeur. »
Pour déterminer que la pression externe dans la CMZ était supérieure, l'équipe a observé des raies spectrales des molécules de formaldéhyde et de cyanure de méthyle pour mesurer la température du gaz et sa cinétique. Ceux-ci ont indiqué que l'environnement gazeux était très turbulent, ce qui les a amenés à conclure que l'environnement turbulent de la CMZ y était responsable de l'inhibition de la formation des étoiles.
Comme ils l'indiquent dans leur étude, ces résultats sont cohérents avec leur hypothèse précédente:
«Le fait que> 80 pour cent de ces noyaux ne montrent aucun signe d'activité de formation d'étoiles dans un environnement aussi haute pression nous amène à conclure que c'est une preuve supplémentaire d'un seuil de densité critique accru pour la formation d'étoiles dans la CMZ en raison de turbulence."
Donc, en fin de compte, le taux de formation d'étoiles dans une CMZ dépend non seulement de la présence de beaucoup de gaz et de poussières, mais de la nature de l'environnement gazeux lui-même. Ces résultats pourraient éclairer les études futures non seulement sur la Voie lactée, mais aussi sur d'autres galaxies - en particulier en ce qui concerne la relation qui existe entre les trous noirs supermassifs (SMBH), la formation des étoiles et l'évolution des galaxies.
Pendant des décennies, les astronomes ont étudié les régions centrales des galaxies dans l'espoir de déterminer comment cette relation fonctionne. Et ces dernières années, les astronomes ont trouvé des résultats contradictoires, dont certains indiquent que la formation d'étoiles est arrêtée par la présence de SMBH tandis que d'autres ne montrent aucune corrélation.
De plus, de nouveaux examens des SMBH et des noyaux galactiques actifs (AGN) ont montré qu'il pourrait n'y avoir aucune corrélation entre la masse d'une galaxie et la masse de son trou noir central - une autre théorie à laquelle les astronomes souscrivaient auparavant.
En tant que tel, comprendre comment et pourquoi la formation des étoiles semble être différente dans les galaxies comme la Voie lactée pourrait nous aider à percer ces autres mystères. De cela, une meilleure compréhension de la façon dont les étoiles et les galaxies ont évolué au cours de l'histoire cosmique est sûre d'émerger.
