L’IREx contribue à de nouvelles observations de l’amas de formation d’étoiles dans Persée avec le télescope Webb

Des chercheurs de l’Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes (IREx) ont contribué à une nouvelle étude de l’amas de formation d’étoiles dans Persée faite grâce au télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA, de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et de l’Agence Spatiale Canadienne (ASC).

En astronomie, une « mosaïque » est une grande image détaillée de l’espace obtenue en assemblant plusieurs images plus petites prises par un télescope pour couvrir une plus grande partie du ciel. La mosaïque de cette étude (visible en haut à droite) révèle avec des détails inédits l’amas de formation d’étoiles connu sous le nom NGC 1333, situé dans le nuage moléculaire de Persée à environ 960 années-lumière de la Terre. Cette mosaïque a notamment permis la détection de naines brunes jeunes, très peu massives et qui flottent librement, sans étoile hôte.

Trois scientifiques de l’IREx – Loïc Albert, René Doyon et David Lafrenière – ont joué un rôle clé dans cette recherche, apportant leur expertise à l’acquisition et à l’analyse des données. Les premiers résultats de cette étude spectroscopique approfondie de NGC 1333, publiés dans l’Astrophysical Journal, permettent l’identification de naines brunes dont les masses sont très faibles, comparable à celle de planètes géantes.

Outre l’image mosaïque, l’équipe a également réalisé une étude spectroscopique approfondie de NGC 1333 à l’aide de l’imageur proche infrarouge et du spectrographe sans fente (NIRISS) de Webb, un instrument clé mis au point au Canada.

« Ce travail met en évidence la formidable puissance du mode de spectroscopie sans fente de NIRISS, en révélant des cibles fascinantes telles que ces potentiels objets de masse planétaire », a déclaré René Doyon, chercheur principal de l’instrument canadien de Webb, NIRISS.

Cette étude a révélé des informations importantes sur la formation des étoiles et des planètes, en permettant l’observation d’objets de masse planétaire sans hôte (aussi appelés planemos ou FFPMO, pour free-floating planetary-mass objects). Grâce à la puissante spectroscopie sans fente à grand champ (Wide Field Slitless Spectroscopy, WFSS) du NIRISS, l’étude a permis d’identifier six nouvelles naines brunes candidates de faible masse, dont la masse est comprise entre 5 et 15 fois celle de Jupiter.

David Lafrenière, professeur à l’Université de Montréal, a ajouté : « Il est très motivant d’arriver à détecter ces objets isolés nouvellement formés qui sont à peine quelques fois plus massifs que Jupiter! Ce sont les plus petits objets que la nature peut produire par un mécanisme de formation similaire à celui qui produit les étoiles. Leur étude nous aidera donc beaucoup à comprendre les détails du processus de formation des étoiles lui-même et comment il est lié à la formation des planètes ».

Un des objets, dont la masse est estimée à seulement 5 masses de Jupiter, présente des traces de disque, ce qui en fait une découverte unique : c’est le moins massif astre observé qui possède un disque !

Les nouvelles images permettent de mieux comprendre une région que le télescope spatial Hubble avait déjà photographiée en 2023 pour fêter son 33e anniversaire. Alors que les observations de Hubble étaient limitées par les nuages de poussière, la plus grande ouverture de Webb et ses capacités infrarouges lui ont permis de percer le voile poussiéreux. Il a ainsi permis de révéler des étoiles naissantes, des naines brunes et des objets de masse planétaire, ainsi que du gaz brillant dans l’infrarouge, formant des objets de Herbig-Haro, marqueurs d’une formation stellaire active.

La mosaïque de NGC 1333 offre également une occasion unique d’étudier les pouponnières stellaires, des environnements semblables à celui dans lequel notre Soleil et notre système planétaire se sont formés il y a 4,6 milliards d’années. L’amas, qui a seulement entre 1 et 3 millions d’années, fournit un instantané d’étoiles comme notre Soleil, de naines brunes et de planètes flottantes à leurs stades naissants.

Loïc Albert, scientifique de l’instrument NIRISS, a souligné l’importance de cette étude pour les travaux futurs : « Une importante question ouverte est de déterminer si les petites pouponnières de formation d’étoiles sont plus ou moins prolifiques pour former des naines brunes que les grandes pouponnières. Cette étude réalisée avec le NIRISS a permis de compter le nombre de naines brunes récemment formées dans NGC 1333, une petite pouponnière. Elle constitue désormais une référence précieuse pour les prochaines études qui seront menées avec le JWST sur le comptage des naines brunes, cette fois-ci dans de plus grandes pouponnières de formation d’étoiles ».

Les observations ont été réalisées dans le cadre du programme d’observation en temps garanti de Webb 1202 (chercheur principal : A. Scholz) et représentent une avancée significative dans notre compréhension de la formation des étoiles.

Pour voir l’image de NGC 1333 en haute résolution, rendez-vous sur le site de l’ESA !

Contacts scientifiques IREx :

René Doyon (Courriel)

Loïc Albert (Courriel)

David Lafrenière (Courriel)

Contact média IREx :

Heidi White (Courriel)

Scientifique chargée des communications sur le JWST