Webb a saisi de jeunes étoiles en train de remodeler NGC 7129. Près de l’étoile centrale brillante s’étend une cavité d’environ 3,5 années-lumière. Des protoétoiles plus jeunes éjectent des écoulements qui laissent des structures de choc rouges dans le gaz dense.

Points clés

  • NGC 7129 se trouve à environ 3 300 années-lumière de la Terre. L’image de Webb en proche infrarouge révèle plusieurs étapes de croissance stellaire.
  • La masse de l’étoile centrale LkHα 234 est estimée à 5–8 masses solaires. La cavité à sa gauche s’étend sur environ 3,5 années-lumière.
  • Les écoulements des protoétoiles plus jeunes créent des chocs dans le gaz environnant. Le doré et le rouge distinguent différents états de l’hydrogène.

Les étoiles nouveau-nées de NGC 7129 agitent leur lieu de naissance. Le 6 octobre, la NASA a publié une nouvelle image du télescope spatial James-Webb de cette pouponnière stellaire, située à environ 3 300 années-lumière. Près de l’étoile centrale brillante, une vaste cavité dorée s’ouvre d’un côté, tandis que des courants rouges traversent une poussière dense de l’autre.

NIRCam, la caméra proche infrarouge de Webb, traverse une partie de la matière qui masque la région. Elle révèle des étoiles à différents stades de croissance ainsi que le gaz qui les entoure. Les couleurs visibles représentent différentes longueurs d’onde infrarouges : le doré, le rouge et le bleu-gris permettent de distinguer états du gaz et structures, plutôt que de reproduire ce que verrait l’œil humain dans l’espace.

Cette vidéo officielle de 90 secondes zoome du ciel étendu jusqu’à l’image de NGC 7129 par Webb. Le parcours utilise des images fixes pour situer la région et montrer les détails des nuages. Credit: ESA/Webb, NASA, CSA, WIYN and NOIRLab, NSF, AURA, DSS2, A. Pagan (STScI), N. Bartmann (ESA/Webb), E. Slawik, N. Risinger, T. A. Rector, H. Schweiker, M. Zamani (ESA/Webb) Music: Tonelabs – The Red North (www.tonelabs.com)

Une étoile brillante creuse une cavité de 3,5 années-lumière

L’étoile la plus remarquable près du centre est LkHα 234. Le communiqué officiel estime sa masse à 5–8 fois celle du Soleil. Elle se trouve au stade de pré-séquence principale : elle a presque terminé d’accumuler sa matière, mais continue de se contracter et de chauffer sous l’effet de la gravité. Elle se dirige vers la séquence principale, où la fusion durable de l’hydrogène dans son cœur permettra un rayonnement stable.

De gauche à droite : contraction d’un nuage moléculaire, protoétoile avec disque et jets bipolaires perpendiculaires, puis jeune étoile éclairant une cavité et repoussant le gaz
De gauche à droite : la gravité contracte un nuage moléculaire ; une protoétoile accrète de la matière via un disque et éjecte des jets bipolaires suivant son axe, produisant des chocs au contact du gaz environnant. Le disque peut aussi bloquer la lumière stellaire. Une jeune étoile plus évoluée agit sur le gaz par sa lumière et ses vents, avec la cavité laissée par des écoulements antérieurs : la matière est chauffée, dispersée ou comprimée. Le bord chaud et lumineux représente une région de photodissociation ; les amas sombres au-delà peuvent offrir des conditions propices à un futur effondrement. Ce schéma rassemble différentes étapes sans échelle commune ; il ne constitue pas le suivi temporel d’une seule étoile observée. Les couleurs distinguent les structures.

La cavité dorée à sa gauche s’étend sur environ 3,5 années-lumière. Le communiqué l’attribue à des écoulements émis plus tôt dans la vie de l’étoile, qui ont érodé le nuage moléculaire dense. Les écoulements et la lumière stellaire apportent de l’énergie au gaz et le font briller. Une partie du gaz se disperse, une autre se comprime ; cette compression peut créer des conditions propices à la formation d’autres étoiles.

D’autres jeunes étoiles occupent la cavité. Leurs vents poussent le gaz voisin et produisent des chocs en arc ainsi que de plus petites cavités. La crête nette au sommet de la zone dorée marque la limite entre le gaz chaud et la matière plus froide et plus dense à l’extérieur. Dans cette région de photodissociation, le rayonnement stellaire sépare les molécules d’hydrogène en atomes.

Des jets rouges laissent des structures de choc

Les amas rouges à droite de l’étoile centrale cachent des protoétoiles plus jeunes. Elles continuent d’accréter du gaz et de la poussière, gagnant de la masse tout en éjectant des écoulements chauds. Lorsque ceux-ci rencontrent la matière dense qui les enveloppe, des chocs chauffent le gaz et le font briller, créant des structures complexes et superposées.

Comparaison officielle de NGC 7129 : image plus floue de Spitzer à gauche, gaz et étoiles détaillés de Webb à droite, avec les mentions originales Spitzer et Webb
NGC 7129 vue par Spitzer (à gauche) et Webb (à droite). Webb distingue davantage de filaments de gaz et de galaxies d’arrière-plan. Les images utilisent des longueurs d’onde infrarouges et des correspondances de couleurs différentes. Crédit: NASA, ESA, CSA, STScI, NASA-JPL; Image Processing: Alyssa Pagan (STScI).

La description officielle associe la région rouge à l’hydrogène moléculaire affecté par les chocs, et la région dorée surtout à de l’hydrogène atomique plus chaud. Les écoulements de plusieurs protoétoiles se superposent sur notre ligne de visée. Il faudra d’autres analyses pour retrouver l’origine de chacun.

Un disque de poussière projette une immense ombre

D’autres écoulements rouges apparaissent près de la nébuleuse bleue, en haut à gauche. Une protoétoile au centre de cette zone est entourée d’un disque de matière à l’aspect annulaire. Le disque bloque une partie de la lumière stellaire et projette une ombre sur la nébuleuse. Le communiqué compare ce phénomène à l’« Ombre de la chauve-souris » photographiée auparavant par le télescope spatial Hubble.

Cette vidéo officielle de 30 secondes parcourt l’image de NGC 7129 par un mouvement panoramique, montrant les nuages de gaz et les jeunes étoiles. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Pagan (STScI), N. Bartmann (ESA/Webb) Music: Stellardrone - Twilight

Suivre l’influence des jeunes étoiles

Le télescope spatial Spitzer avait déjà observé le gaz et la poussière de NGC 7129. La meilleure résolution spatiale de Webb distingue désormais des filaments plus fins et rend les galaxies d’arrière-plan plus visibles. Les images composites des deux télescopes utilisent des longueurs d’onde et des correspondances de couleurs différentes. Les détails des structures constituent donc la base de comparaison la plus utile.

Cette nébuleuse réunit dans une même image la croissance des étoiles et les transformations de leur environnement. Les jeunes étoiles les plus évoluées éclairent et érodent le gaz voisin, tandis que les protoétoiles plus jeunes y laissent les chocs de leurs écoulements. Les chercheurs poursuivront l’analyse des données de Webb pour étudier les changements de température, de chimie et de répartition du gaz, et comprendre l’érosion progressive des nuages moléculaires sur des millions d’années.