Alors que la plupart des étoiles nouveau-nées sont cachées sous une couverture de gaz et de poussière, l'observatoire spatial Planck - avec ses yeux micro-ondes - peut scruter sous ce linceul pour fournir de nouvelles informations sur la formation des étoiles. Les dernières images publiées par l'équipe de Planck mettent en évidence deux régions différentes de formation d'étoiles dans la Voie lactée et, dans des détails époustouflants, révèlent les différents processus physiques à l'œuvre.
«Voyant» à travers neuf longueurs d'onde différentes, Planck a examiné les régions de formation d'étoiles dans les constellations d'Orion et de Persée. L'image du haut montre le milieu interstellaire dans une région de la nébuleuse d'Orion où les étoiles se forment activement en grand nombre. «La puissance de la très large couverture de longueurs d'onde de Planck est immédiatement apparente dans ces images», a déclaré Peter Ade de l'Université de Cardiff, co-investigateur de Planck. "La boucle rouge vue ici est la boucle de Barnard, et le fait qu'elle soit visible à des longueurs d'onde plus longues nous indique qu'elle est émise par des électrons chauds, et non par de la poussière interstellaire. La capacité de séparer les différents mécanismes d'émission est essentielle pour la mission principale de Planck. »
Une séquence d'images comparable, ci-dessous, montrant une région où moins d'étoiles se forment près de la constellation de Persée, illustre comment la structure et la distribution du milieu interstellaire peuvent être distillées à partir des images obtenues avec Planck.
Aux longueurs d’ondes où les instruments sensibles de Planck observent, la Voie lactée émet fortement sur de grandes zones du ciel. Cette émission provient principalement de quatre processus, chacun pouvant être isolé à l'aide de Planck. Aux plus grandes longueurs d'onde, d'environ un centimètre, Planck cartographie la distribution des émissions synchrotron dues aux électrons à grande vitesse interagissant avec les champs magnétiques de notre Galaxie. Aux longueurs d'onde intermédiaires de quelques millimètres, l'émission est dominée par le gaz ionisé chauffé par les étoiles nouvellement formées. Aux longueurs d'onde les plus courtes, d'environ un millimètre et moins, Planck cartographie la distribution des poussières interstellaires, y compris les régions compactes les plus froides dans les derniers stades de l'effondrement vers la formation de nouvelles étoiles.
"La véritable puissance de Planck est la combinaison des instruments haute et basse fréquence qui nous permettent, pour la première fois, de démêler les trois premiers plans", a déclaré le professeur Richard Davis du Jodrell Bank Center for Astrophysics de l'Université de Manchester. «Cela présente un intérêt en soi, mais nous permet également de voir le contexte des micro-ondes cosmiques beaucoup plus clairement.»
Une fois formées, les nouvelles étoiles dispersent le gaz et la poussière environnants, changeant leur propre environnement. Un équilibre délicat entre la formation des étoiles et la dispersion des gaz et des poussières régule le nombre d'étoiles produites par une galaxie donnée. De nombreux processus physiques influencent cet équilibre, notamment la gravité, le chauffage et le refroidissement du gaz et de la poussière, les champs magnétiques et plus encore. Du fait de cette interaction, le matériau se réorganise en «phases» qui coexistent côte à côte. Certaines régions, appelées «nuages moléculaires», contiennent des gaz et des poussières denses, tandis que d’autres, appelées «cirrus» (qui ressemblent aux nuages vaporeux que nous avons ici sur Terre), contiennent des matières plus diffuses.
Étant donné que Planck peut parcourir une gamme de fréquences aussi large, il peut, pour la première fois, fournir simultanément des données sur tous les principaux mécanismes d'émission. La large couverture en longueur d'onde de Planck, qui est nécessaire pour étudier le fond cosmique des micro-ondes, s'avère également cruciale pour l'étude du milieu interstellaire.
"Les cartes Planck sont vraiment fantastiques à regarder", a déclaré le Dr Clive Dickinson, également de l'Université de Manchester. "Ce sont des moments passionnants."
Planck cartographie le ciel avec son instrument haute fréquence (HFI), qui comprend les bandes de fréquences 100-857 GHz (longueurs d'onde de 3 mm à 0,35 mm), et l'instrument basse fréquence (LFI) qui comprend les bandes de fréquences 30-70 GHz (longueurs d'onde) de 10 mm à 4 mm).
L'équipe Planck achèvera son premier levé tout ciel à la mi-2010), et le vaisseau spatial continuera à recueillir des données jusqu'à la fin de 2012, période pendant laquelle il effectuera quatre balayages du ciel. Pour arriver aux principaux résultats de la cosmologie, il faudra environ deux ans de traitement et d'analyse des données. Le premier ensemble de données traitées sera mis à la disposition de la communauté scientifique mondiale vers la fin de 2012.
Source: ESA et Cardiff University
