La carte topographique des pouponnières d'étoiles : la vision par ordinateur traque les amas dans la galaxie du Feu d'artifice ✛
Dans la galaxie spirale du Feu d'artifice, il y a 6410 pouponnières d'étoiles. C'est le nombre de régions où naissent actuellement des étoiles massives, révélé par un algorithme appliqué aux anciennes images ultraviolettes de Hubble. Ce ne sont pas de simples taches sur une image : chacune a une frontière nette, comme un pays sur une carte topographique. L'algorithme a travaillé comme un géomètre : il a placé les étoiles comme des points sur un plan, construit un relief de densité, cherché les ruptures de pente et délimité les collines. Ainsi est née la première carte objective des pouponnières d'étoiles de toute une galaxie.
Un œil humain ne suffirait pas. Dans ce semis de points lumineux, l'œil ne distingue pas les limites. Les jeunes amas se cachent dans la poussière et se fondent dans le fond, tandis que la lumière ultraviolette, visible uniquement depuis l'espace, met en évidence les étoiles les plus chaudes et les plus jeunes. La caméra WFC3 de Hubble a observé la galaxie dans deux nuances de lumière invisible – là où brillent les géantes bleues. L'algorithme a transformé ces points en carte de densité : là où les étoiles sont nombreuses, il y a une bosse ; là où elles sont rares, un creux. Ensuite, c'est une question de technique : le programme a tracé des courbes de niveau, éliminé le bruit et produit 6410 contours.
Les amas sont de petite taille. Leur rayon médian est de 2.89 parsecs, soit la distance du Soleil à Proxima du Centaure. Mais à l'intérieur, ils abritent des centaines, voire des milliers d'étoiles. En mesurant l'éclat total de chacun, les astronomes ont établi la fonction de luminosité – un graphique montrant « combien d'objets pour chaque luminosité ». Pour les amas brillants, cette fonction suit une loi de puissance avec une pente α = 2.22. C'est plus raide que ce que prédisent les modèles universels, ce qui suggère que dans NGC 6946, les petites pouponnières d'étoiles se forment en moins grand nombre – ou sont détruites plus rapidement.
La carte topographique est maintenant prête. On peut y voyager des « mégapoles » des bras spiraux aux « fermes isolées » des périphéries. De futures observations établiront des cartes similaires pour les galaxies voisines, et alors l'évolution des amas stellaires cessera d'être une devinette.
La galaxie NGC 6946 ne doit pas son nom de Feu d'artifice au hasard : au cours du dernier siècle, on y a recensé 10 supernovae, plus que dans toute autre galaxie connue, ce qui en fait un laboratoire idéal pour étudier le lien entre la naissance et la mort des étoiles massives.
Le motif des feux d'artifice galactiques rappelle les scènes d'Hypérion de Dan Simmons, où des amas d'étoiles entiers deviennent le théâtre de conflits interstellaires, et où les éruptions ultraviolettes servent de balises aux civilisations anciennes.