Cordonnée par Zeinab Khorrami, chercheuse qui a réalisé son doctorat à l’Observatoire de la Côte d'Azur (OCA), une équipe internationale de scientifiques, dont des chercheurs de l’OCA, a étudié un amas d’étoiles situé dans le Grand Nuage de Magellan, galaxie voisine de notre propre Voie Lactée. L’amas R136 se trouve à l’intérieur de la nébuleuse de la Tarentule, plus précisément dans 30 Doradus, une région de formation stellaire. Il a comme particularité d’être extrêmement jeune et de contenir les étoiles les plus massives connues dans l’Univers local. Il constitue donc un endroit unique pour étudier la formation d’étoiles massives et leur évolution.
Cette équipe a observé R136 à l’aide de l’instrument IRDIS de SPHERE, situé au Very Large Telescope (ESO), au Chili. Cet instrument, conçu et réalisé avec la participation de l’Observatoire de la Côte d’Azur, utilise une technique d’optique adaptative extrême qui permet d’éliminer les perturbations de l’atmosphère terrestre sur la lumière de l’objet astronomique observé. Les astronomes peuvent ainsi réaliser des observations avec une définition inégalables auparavant depuis la Terre.
SPHERE a permis à cette équipe d’observer dans l’infrarouge et de détecter presque 1500 étoiles à l’intérieur de l’amas R136 avec un détail suffisant pour pouvoir les analyser. Dans un premier article, accepté en février par la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), cette chercheuse et ses collaborateurs ont comparé des données de l’amas prises en deux époques différentes et ils ont été capables d’analyser la fonction de masses de R136. Leurs résultats ont montré que de nouvelles étoiles continuent à se former dans la nébuleuse de 30 Doradus. Celles-ci s'agrègent ensuite à l’amas.
Fig. 1. Montage d’images de R136 et son environnement. À gauche, image de la nébuleuse de la Tarentule dans des longueurs d’onde visibles avec le télescope de 2.2 mètres de l’ESO. Au centre, image de la région 30 Doradus également dans le visible, prise avec le VLT (télescope de 8 mètres de l’ESO). À droite, image en infrarouge prise avec le VLT en utilisant l’optique adaptative de première génération. Crédit : ESO/P. Crowther/C.J. Evans
Dans un deuxième article, accepté en avril comme lettre dans la revue Astronomy and Astrophysics (A&A), cette équipe a trouvé deux étoiles qui semblent se détacher du reste de l’amas par leur mouvement propre. Ils les ont appelées HOMAs, prenant le nom de l’oiseau mythique des légendes Persanes qui ne se repose jamais, et qui vole très haut dans le ciel, invisible, pendant toute sa vie. Les HOMAs détectées dans R136 sont deux étoiles avec un mouvement propre qui correspond à une vitesse tangentielle proche de 300 km/s. Plusieurs raisons sont explorées pour expliquer la vitesse de ces deux étoiles, notamment une explosion de supernova, leur éventuelle rencontre avec un objet très massif comme un trou noir, ou liée aux mécanismes de leur formation initiale. Pour l’instant, les chercheurs n’ont pu confirmer l’un d’entre ces scénarios et continueront à étudier ces objets pour dévoiler l’origine de ces HOMAs mythiques !
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Fig. 2. Gauche : Image de R136 prise avec l’instrument d’optique adaptative de 2ème génération IRDIS (SPHERE/VLT).
Droite : Position des deux HOMAs dans l’amas R136.
Crédits : Khorrami et al., MNRAS, 503, 2021 ; Khorrami et al., A&A Letters, 649, 2021.
Références
Khorrami, Z.; Langlois, M.; Clark, P.-C.; Vakili, F. et 7 co-auteurs. « High-contrast and resolution near-infrared photometry of the core of R136 », MNRAS, Vol. 503, Issue 1, pp.292-311, 2021.
Khorrami, Z.; Langlois, M.; Vakili, F.; Clark, P. C.; et 8 co-auteurs. « Extreme adaptive optics astrometry of R136. Searching for high proper motion stars », Astronomy & Astrophysics, Volume 649, id.L8, 6 pp., 2021.
