ORION FABRIQUE SES ÉTOILES PAR VAGUES, TOUS LES 5 MILLIONS D'ANNÉES

Les étoiles naissent dans des nuages de gaz, souvent au sein de grands complexes qui produisent de nouvelles générations pendant des millions d’années. La façon dont cette production se déroule en dit long sur ce qui la pilote. La formation d’étoiles avance-t-elle au hasard, ou suit-elle des motifs que l’on peut reconstituer ? Les nouvelles étoiles sont-elles déclenchées par les anciennes, dont les vents et les explosions compriment le gaz alentour ?

Il n’y a pas de consensus, note l’article : une revue de 2022 ne trouvait que peu ou pas de preuves de motifs cohérents. Séparer assez finement les groupes lâches et dispersés de jeunes étoiles n’est devenu possible que grâce au satellite Gaia, qui mesure les positions et les mouvements des étoiles sur tout le ciel.

Un précédent tout proche

Dans le complexe voisin de Scorpion-Centaure, une étude publiée en 2023 a trouvé des structures cohérentes dans l’espace et le temps, dont plusieurs épisodes de formation d’étoiles accrue espacés d’environ 5 millions d’années, se propageant de l’intérieur vers l’extérieur, apparemment sous l’effet des étoiles précédentes. En irait-il de même dans Orion, la région de formation d’étoiles proche la mieux étudiée ?

Alena Rottensteiner, João Alves et leurs collègues de l’université de Vienne, avec des chercheurs de Barcelone, Prague, Cambridge (Massachusetts) et de l’Observatoire européen austral, ont utilisé un recensement récent d’Orion construit à partir des données Gaia : 47 groupes d’étoiles, âgés de 1,5 à 25 millions d’années, avec 11 996 membres fiables, et des âges calculés de la même façon pour chaque groupe. Dans ce travail, « amas » désigne une surdensité statistique d’étoiles, pas forcément un groupe tenu par la gravité.

Quatre vagues

Les âges ne forment pas une courbe lisse. Pondérés par leur nombre d’étoiles, ils dessinent quatre pics, à 6,4, 11,3, 16,2 et 21,4 millions d’années, séparés de 5,0, 4,8 et 5,2 millions d’années. Chaque pic contient plus d’étoiles que le précédent.

Distribution des âges des 47 groupes d’Orion, pondérée par leur nombre de membres (en haut) ou non (en bas) ; les quatre pics et leur espacement sont indiqués. — Figure 1, Rottensteiner et al. (2026), arXiv:2610.00481.

Les auteurs restent prudents sur ce qu’ils affirment :

• Les deux pics les plus récents, à 6,4 et 11,3 millions d’années, peuvent être localisés statistiquement, réunissent environ 59 % de toutes les étoiles, et résistent au rééchantillonnage des données comme aux changements de méthode de calcul des âges. Un test de multimodalité rejette l’hypothèse d’une seule bosse lisse pour la distribution des étoiles au seuil de 10 %.
• Les deux pics plus anciens, à 16,2 et 21,4 millions d’années, sont visibles mais leur robustesse n’est pas encore démontrée. Les groupes anciens ont perdu environ un tiers de leurs membres, partis à la dérive, ce qui affaiblit leur signal.
• Moins de 0,5 % de 10 000 histoires lisses simulées produisent trois écarts aussi réguliers. Les auteurs soulignent qu’il s’agit d’un constat sur les pics de leur figure, « pas d’une affirmation que quatre épisodes distincts ont bien eu lieu ».

Ils ont aussi vérifié que la méthode ne pouvait pas créer le motif. L’étape de regroupement n’utilise que les positions et les mouvements, pas les âges. Et la grille d’âges est régulière en logarithme du temps, ce qui ne peut pas produire des pics régulièrement espacés dans le temps lui-même. Les groupes nés dans la même vague ont aussi tendance à être voisins : 68 % ont leur plus proche voisin dans le même pic, contre 34 % si les pics étaient attribués au hasard.

Même tempo, autre danse

Contrairement à Scorpion-Centaure, Orion ne montre pas de motif unique se propageant vers l’extérieur sur tout le complexe. L’équipe trouve plutôt des séquences locales : trois candidates chaînes de groupes d’étoiles qui rajeunissent le long de leur tracé, dont l’une s’étire sur environ 130 parsecs du nuage Orion A jusqu’aux étoiles de la Ceinture d’Orion, et deux régions de groupes apparentés. Deux de ces chaînes partent de l’intérieur d’une cavité en expansion appelée coquille d’Orion et rajeunissent vers l’extérieur.

Les auteurs n’y voient pas de contradiction avec une formation d’étoiles pilotée par la rétroaction. Orion est plus massif que Scorpion-Centaure, contient beaucoup plus de gaz résiduel, et sa plus grosse vague est la plus récente, alors que celle de Scorpion-Centaure remonte à 15 millions d’années. Plus de gaz et plus d’étoiles massives jeunes laissent place à des interactions plus complexes : la rétroaction peut comprimer le gaz en nouvelles étoiles, ou disperser les nuages.

Étoiles enfouies, tempo inconnu

Les étoiles très jeunes encore enfouies dans la poussière manquent au recensement Gaia — entre 1 850 et 2 430 candidates environ. Elles pourraient ajouter un cinquième pic, plus récent, sans modifier les quatre déjà trouvés. Les âges absolus dépendent aussi des modèles stellaires utilisés, à 1 à 3 millions d’années près.

Reste un rythme observé dans deux pouponnières distinctes. « La cause des intervalles d’environ 5 millions d’années reste un mystère », écrivent les auteurs ; elle pourrait tenir à la vitesse à laquelle la rétroaction des étoiles traverse le gaz, une question qu’ils laissent à de futures recherches.