Nébuleuse NGC 3603 : Usine à Étoiles Massives parmi les plus Grandes

Une pouponnière d’étoiles massives

Située à environ 20 000 années-lumière dans la constellation de la Carène (sous la constellation du Grand Chien, dans le ciel austral), la nébuleuse NGC 3603 est une vaste région H II. Elle abrite l’un des amas d’étoiles les plus denses de notre Galaxie, connu sous le nom de NGC 3603 YC. Cet amas contient plusieurs centaines d’étoiles massives de type O et B, dont la masse dépasse souvent 20 M_☉.

Les étoiles de type O et B sont les plus massives et les plus chaudes de la séquence principale. Leur température de surface atteint respectivement entre 30 000 K et 50 000 K pour les O, et entre 10 000 K et 30 000 K pour les B. Leur durée de vie est très courte, de l’ordre de 1 à 10 millions d’années, avant qu’elles n’explosent en supernovae.

N.B. :
Une région H II est un nuage de gaz principalement composé d’hydrogène ionisé. Elle se forme lorsque la lumière ultraviolette d’étoiles jeunes et très chaudes arrache les électrons aux atomes d’hydrogène environnants. Ces régions sont les "berceaux" des étoiles et apparaissent brillantes dans les observations optiques et UV. La densité et la température du gaz dans une région H II influencent fortement la formation stellaire et la structure de la nébuleuse.

Un laboratoire galactique pour la formation stellaire

Les astronomes considèrent NGC 3603 comme un modèle réduit du cœur des galaxies starburst. La densité du gaz, la température et le taux de formation stellaire y sont similaires, bien que confinés dans un volume d’environ 50 années-lumière de diamètre. Les observations en infrarouge et en rayons X révèlent la présence d’une rétroaction énergétique intense : vents stellaires supersoniques, ondes de choc et bulles de gaz chaud. Ces phénomènes limitent la formation d’étoiles futures en dispersant le gaz, tout en comprimant certaines zones, favorisant de nouveaux effondrements gravitationnels.

Composition et conditions physiques

Le gaz qui entoure les étoiles de NGC 3603 est surtout composé d’hydrogène (≈ 90 %) et d’hélium (≈ 10 %), avec un peu d’éléments plus lourds créés par les générations précédentes d’étoiles massives. L’étude de la lumière émise par ce gaz montre qu’il est très ionisé, c’est-à-dire que les atomes ont perdu des électrons sous l’effet du rayonnement intense des étoiles jeunes. La densité du gaz est assez élevée (entre 1 000 et 10 000 particules par cm³) et sa température avoisine les 10 000 K, ce qui le rend très chaud et lumineux.

Un miroir des régions extragalactiques

Comme NGC 3603 est relativement proche de nous, les astronomes peuvent observer ses étoiles et son gaz avec beaucoup de détail. Cela permet d’étudier des phénomènes que l’on ne peut pas voir dans les galaxies lointaines, où les étoiles sont trop petites pour être distinguées individuellement. NGC 3603 sert donc de modèle pour comprendre comment les grandes régions de formation d’étoiles dans d’autres galaxies fonctionnent, en mesurant comment la turbulence, le rayonnement et la gravité influencent la naissance des étoiles.

N.B. :
L’amas NGC 3603 YC contient plusieurs étoiles de type Wolf-Rayet, dont la vie est très courte (≈ 3 millions d’années). Ces objets injectent d’énormes quantités d’énergie dans le milieu interstellaire et contribuent à l’enrichissement en métaux lourds du gaz galactique.