Cloudshine dans L1448. Crédit d'image: CfA. Cliquez pour agrandir.
Les images emblématiques de Hubble incluent de nombreux plans de nuages cosmiques de gaz et de poussière appelés nébuleuses. Par exemple, les célèbres «piliers de la création» marquent le lieu de naissance de nouvelles étoiles au sein de la nébuleuse de l'aigle. Pourtant, malgré leur beauté, les images en lumière visible ne montrent que les surfaces des nébuleuses. Les bébés étoiles peuvent se cacher en dessous, invisibles même au regard puissant de Hubble.
Les astronomes de Harvard ont inventé une nouvelle façon de regarder sous la surface en utilisant une lumière proche infrarouge invisible à l'œil humain. Les images résultantes sont à la fois belles et scientifiquement précieuses car elles peuvent être utilisées pour cartographier la structure de la matière interstellaire.
"Nous pouvons maintenant voir la structure de gigantesques régions de formation d'étoiles sur de grandes distances avec une résolution 50 fois meilleure qu'auparavant", a déclaré Alyssa Goodman du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). "Cette technique va révolutionner la façon dont nous cartographions les lieux de naissance stellaires."
Alors que l'instrument NICMOS de Hubble et le télescope spatial Spitzer de la NASA utilisent également la lumière infrarouge pour étudier les intérieurs nébulaires, les images au sol à des longueurs d'onde proche infrarouge offrent une combinaison inégalée de couverture à large champ et de haute résolution.
"Des images comme celles-ci donneront aux astronomes un nouvel aperçu de ce à quoi ressemblent réellement ces complexes géants de gaz et de poussière", a ajouté Jonathan Foster, étudiant diplômé de l'Université de Harvard et premier auteur du journal.
Les chercheurs ont pris des photographies à longue exposition d'une région en formation d'étoiles dans la constellation de Persée et ont été surpris de voir quelque chose qu'ils n'avaient jamais vu auparavant. Tout comme les nuages terrestres brillent orange la nuit alors qu'ils réfléchissent la lumière des lampadaires ci-dessous, ils ont découvert que les nuages dans l'espace montrent un effet similaire. Dans l'espace, sinon des nuages de poussière et de gaz «sombres» sont éclairés par une faible lumière stellaire qui les lave.
Goodman et Foster ont surnommé le nouveau phénomène céleste «nuage». Leurs images dans le proche infrarouge à longue exposition ont mis à jour les flots de matière faiblement brillants. Des progrès récents dans les détecteurs infrarouges, combinés à des temps d'imagerie plus longs que d'habitude, ont conduit à la découverte.
"D'autres astronomes ont vu des nuances de nuages dans leurs images, mais nos nouvelles photographies sont la preuve la plus spectaculaire de nuages à ce jour", a déclaré Goodman.
Des nébuleuses de réflexion telles que les mèches entourant l'amas d'étoiles des Pléiades sont observées depuis des décennies. Surtout, les Pléiades et d'autres «nébuleuses» célèbres sont illuminées de l'intérieur, par les étoiles qui leur sont associées, comme un nuage lorsque des feux d'artifice explosent à l'intérieur. L'ensoleillement est le résultat de l'illumination de nuages autrement «sombres» du «dehors», par la lumière ambiante faible et presque uniforme produite par la somme de toutes les étoiles à l'extérieur du nuage. Une modélisation simple dans l'article de Foster & Goodman démontre qu'il y a suffisamment de cette faible lumière ambiante pour éclairer les nuages aux niveaux observés.
Les images des nuages ont été obtenues dans le cadre de l'étude COMPLETE (émission thermique coordonnée d'extinction de ligne de sonde moléculaire) des régions de formation d'étoiles. COMPLETE implique la réalisation d'études à large champ et à haute résolution de trois régions voisines de formation d'étoiles. COMPLETE permettra une analyse détaillée et une compréhension de la physique de la formation des étoiles à des échelles allant du centième d'une année-lumière à 30 années-lumière.
Un article complémentaire de l'astronome Paolo Padoan (UC San Diego) et ses collègues décrivent la modélisation théorique de l'effet de nuages dans les nuages turbulents de gaz. Ils ont montré que la «couleur» proche infrarouge d’une nébuleuse est corrélée à la densité de la nébuleuse et peut donc être utilisée pour cartographier sa structure.
"En utilisant le ciel nuageux, les astronomes peuvent étudier les régions de formation d'étoiles à très petite échelle", a déclaré Padoan. «Nous pourrons en apprendre beaucoup plus sur la physique de la formation des étoiles.»
Foster et Goodman prévoient de rassembler de nombreuses images supplémentaires de nuages pendant la poursuite de l'enquête COMPLETE.
«Nous pouvons couvrir de vastes zones du ciel à haute résolution relativement rapidement», a déclaré Foster. "Nous espérons que cela deviendra la meilleure technique pour cartographier la densité des nuages" sombres "avec une très haute résolution."
L'article de Foster et Goodman rapportant les observations de nuages a été soumis pour publication à The Astrophysical Journal Letters et est disponible en ligne à http://arxiv.org/abs/astro-ph/0510624.
Un article sur la théorie des nuages par Padoan, Mika Juvela et Veli-Matti Pelkonen (Université d'Helsinki) a également été soumis pour publication à The Astrophysical Journal Letters et est disponible en ligne à l'adresse http://arxiv.org/abs/astro- ph / 0510600.
Les travaux de Foster et Goodman, ainsi que le sondage COMPLETE, sont soutenus par la National Science Foundation, la NASA et l'Université Harvard.
Basée à Cambridge, dans le Massachusetts, le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) est une collaboration conjointe entre le Smithsonian Astrophysical Observatory et le Harvard College Observatory. Les scientifiques du CfA, organisés en six divisions de recherche, étudient l'origine, l'évolution et le destin ultime de l'univers.
Source d'origine: Communiqué de presse de la CfA
