Carte de la distribution des matériaux dans le disque autour du protostar G358-MM1. Le “+” blanc marque l’emplacement de la protoétoile. Les lignes de contour indiquent la puissance du signal. Les couleurs représentent les vitesses en ligne de visée. Le mouvement qui s’éloigne du spectateur est affiché en rouge/orange et le mouvement vers le spectateur est affiché en bleu/vert, indiquant que le disque tourne. Les lignes grises superposées indiquent les bras en spirale identifiés par l’analyse des données. CRÉDIT RA Burns
De nouvelles observations ont révélé un motif en spirale dans un disque de matière autour d’un bébé étoile encore en formation, mais déjà de grande masse. Cela indique qu’il existe une instabilité gravitationnelle dans le disque, ce qui a des implications importantes sur la formation des étoiles de masse élevée.
Au fur et à mesure qu’une étoile se forme, un disque protostellaire aide à alimenter en matériau la “protoétoile” naissante en son centre. Pour les protoétoiles de masse élevée dépassant déjà 8 fois la masse du Soleil et toujours en croissance, on pense que, plutôt qu’un flux continu, des amas de matière du disque tombent occasionnellement sur la protoétoile, provoquant de courtes poussées épisodiques de croissance.
Une équipe de recherche internationale dirigée par Ross A. Burns au NAOJ a utilisé des techniques VLBI combinant des réseaux de radiotélescopes du monde entier pour cartographier les émissions de maser dans le disque autour d’une protoétoile de masse élevée connue sous le nom de G358-MM1. Cette protoétoile de masse élevée est le troisième cas d’une poussée de croissance confirmée par observation et a été étudiée de manière approfondie par l’organisation de surveillance maser (M2O, www.masermonitoring.org). L’équipe a pu étudier le phénomène en détail pour la première fois.
Les résultats d’observation montrent une rotation claire autour de la protoétoile centrale et un motif en spirale à quatre bras. Les bras en spirale dans les disques protostellaires en rotation sont un signe d’instabilité, une caractéristique qui a longtemps été théorisée comme étant associée à la formation d’étoiles massives, mais qui n’avait pas encore été prouvée par l’observation. Cette découverte a non seulement révélé le premier disque d’accrétion entraîné en spirale dans une protoétoile de masse élevée, mais relie également les instabilités du bras en spirale aux sursauts de croissance épisodiques qui sont au cœur de la théorie de la formation des étoiles de masse élevée.
Cette recherche a utilisé une nouvelle technique connue sous le nom de «cartographie des vagues de chaleur». Lorsqu’un amas de matière tombe du disque sur la protoétoile, il libère une bouffée d’énergie qui chauffe la partie interne du disque, excitant l’émission de maser de méthanol. Cette vague de chaleur se déplace ensuite vers l’extérieur, chauffant des parties de plus en plus éloignées du disque au fil du temps. En observant les régions qui ont allumé l’émission de maser causée par ce chauffage, il a été possible de cartographier la surface du disque dans G358-MM1. L’équipe, composée d’une collaboration de plus de 90 astronomes du monde entier, espère maintenant appliquer cette technique pour observer les disques d’autres protoétoiles de masse élevée qui subiront des poussées de croissance à l’avenir.
Ces résultats sont apparus comme RA Burns et al. “Un disque képlérien avec une spirale à quatre bras donnant naissance à une protoétoile de masse élevée à accrétion épisodique” dans Nature Astronomy le 27 février 2023.
