Une équipe internationale dirigée par le Dr Florian Peißker de l’Institut d’astrophysique de l’Université de Cologne a analysé en détail un jeune amas d’étoiles à proximité immédiate du trou noir super massif Sagittaire A* (Sgr A*) au centre de notre galaxie et a montré qu’il est nettement plus jeune que prévu. Cet amas, connu sous le nom d’IRS13, a été découvert il y a plus de vingt ans, mais ce n’est que maintenant qu’il est possible de déterminer en détail ses membres en combinant une grande variété de données prises avec différents télescopes sur une période de plusieurs décennies. Les étoiles ont quelques 100 000 ans et sont donc extraordinairement jeunes pour des conditions stellaires. À titre de comparaison, notre Soleil a environ 5 milliards d’années. En raison du rayonnement de haute énergie ainsi que des forces de marée de la galaxie, il ne devrait en fait pas être possible qu’un si grand nombre de jeunes étoiles se trouvent à proximité directe du trou noir super massif.

L’étude a été menée sous le titre « L’amas stellaire massif évaporé intégré IRS 13 proche de Sgr A* ». I. Détection d’une riche population d’objets poussiéreux dans le cluster IRS13′ et est maintenant paru dans Le journal d’astrophysique.

Dans le cadre de la présente étude, un autre résultat exceptionnel a également été publié. Pour la première fois, le télescope spatial James Webb (JWST) a été utilisé pour enregistrer un spectre exempt d’interférences atmosphériques provenant du Centre Galactique. Un prisme à bord du télescope a été développé à l’Institut d’astrophysique dans le groupe de travail dirigé par le professeur Andreas Eckart, co-auteur de la publication. Le spectre actuel montre qu’il y a de la glace d’eau dans le Centre Galactique. Cette glace d’eau, que l’on retrouve souvent dans les disques poussiéreux entourant les très jeunes objets stellaires, est un autre indicateur indépendant du jeune âge de certaines étoiles proches du trou noir.

Outre la détection inattendue de jeunes étoiles et de glace d’eau par le JWST, les chercheurs dirigés par le Dr Peißker ont également découvert que l’IRS13 avait derrière elle une histoire de formation turbulente. Les résultats de l’étude suggèrent qu’IRS13 a migré vers le trou noir super massif par friction avec le milieu interstellaire, collisions avec d’autres amas d’étoiles ou processus internes. A partir d’une certaine distance, l’amas a ensuite été « capturé » par la gravitation du trou noir. Au cours de ce processus, un choc d’étrave peut s’être formé au sommet de la grappe à partir de la poussière entourant la grappe, semblable à la pointe d’un navire dans l’eau. L’augmentation associée de la densité de la poussière a ensuite stimulé la formation d’étoiles. C’est une explication pour laquelle ces jeunes étoiles se trouvent surtout au sommet ou à l’avant de l’amas.

“L’analyse d’IRS13 et l’interprétation de l’amas qui l’accompagne constituent la première tentative visant à percer un mystère vieux de dix ans sur les étoiles étonnamment jeunes du Centre Galactique”, selon le Dr Peißker. “En plus d’IRS13, il existe un amas d’étoiles, appelé amas S, qui est encore plus proche du trou noir et se compose également de jeunes étoiles. Elles sont également beaucoup plus jeunes que ce qui serait possible selon les théories acceptées.” Les découvertes sur IRS13 offrent l’opportunité, dans le cadre de recherches plus approfondies, d’établir un lien entre le voisinage direct du trou noir et des régions situées à plusieurs années-lumière. Le Dr Michal Zajaček, deuxième auteur de l’étude et scientifique à l’Université Masaryk de Brno (République tchèque), a ajouté : « L’amas d’étoiles IRS13 semble être la clé pour élucider l’origine de la population dense d’étoiles au centre de notre galaxie. ont rassemblé de nombreuses preuves que de très jeunes étoiles situées dans la portée du trou noir super massif pourraient s’être formées dans des amas d’étoiles tels que IRS 13. C’est également la première fois que nous sommes capables d’identifier des populations d’étoiles d’âges différents – des étoiles chaudes de la séquence principale et de jeunes étoiles émergentes – dans l’amas si proche du centre de la Voie Lactée. »