Les chercheurs ont utilisé ALMA et des techniques de simulation avancées pour élucider le processus de formation des systèmes multi-étoiles, identifiant et expliquant le rôle des « flux de gaz » dans la fourniture d'énergie aux protoétoiles en développement. Les dernières observations et simulations ont montré que dans un système de protoétoiles tridimensionnel, il existe trois bras en spirale qui fournissent du gaz à trois protoétoiles en formation, clarifiant ainsi le processus de formation des systèmes multi-étoiles.

Impression artistique de la triple protoétoile IRAS04239+2436. De nouvelles recherches utilisant des observations et des simulations mettent en lumière la façon dont se forment les systèmes multi-étoiles. Source : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

La plupart des étoiles de masse similaire à celle de notre Soleil se sont formées avec d’autres étoiles dans des systèmes multi-étoiles. Par conséquent, comprendre la formation des systèmes multi-étoiles est important pour la théorie globale de la formation des étoiles. Cependant, les astronomes sont incertains quant à sa formation en raison de sa complexité et du manque de données à haute résolution et haute sensibilité. En particulier, des observations récentes de protoétoiles font souvent état de structures « rationalisées » de gaz s'écoulant vers la protoétoile, mais la manière dont ces lignes rationalisées se forment n'est pas claire.

Distribution de gaz autour de la protoétoile ternaire IRAS04239+2436, (à gauche) émission de SO observée par ALMA, (à droite) reproduction par simulation numérique par le supercalculateur ATERUI. Les protoétoiles A et B, représentées en bleu à gauche, représentent les ondes radio émises par la poussière entourant la protoétoile. Dans Protostar A, on pense qu’il existe deux protoétoiles non résolues. Dans l'image de droite, les positions des trois protoétoiles sont indiquées par des croix bleues. Source : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J.-E. Leeétal. Leeétal.

Une équipe de recherche internationale dirigée par Jeong-Eun Lee, professeur à l'Université nationale de Séoul, a utilisé le réseau ALMA (Large Millimeter/submillimeter Array) d'Atacama pour observer le système protostellaire tridimensionnel IRAS04239+2436 situé à 460 années-lumière dans la constellation du Taureau. L’équipe a découvert que les émissions de molécules de monoxyde de soufre (SO) traçaient trois bras spiraux autour des trois protoétoiles formées dans le système.

Une comparaison avec les simulations menées par le professeur Tomoaki Matsumoto de l'Université Hosei à l'aide des supercalculateurs "ATERUI" et "ATERUIII" de l'Observatoire astronomique national du Centre d'astrophysique computationnelle du Japon a montré que ces trois bras spiraux sont des lignes aérodynamiques qui transportent de la matière vers les trois protoétoiles.

La combinaison d'observations et de simulations révèle pour la première fois comment les lignes de courant sont créées et contribuent à la croissance de la protoétoile centrale.

Simulation de formation d'étoiles multiples par le supercalculateur "ATERUI". La vidéo montre que plusieurs protoétoiles naissent dans des nuages ​​​​de gaz filamenteux turbulents, qui excitent les bras spiraux et perturbent le gaz environnant lors de leur déplacement. Source : Tomaki Matsumoto, Takaaki Takeda, projet 4D2U, NAOJ