Que se passe-t-il quand un bateau monte dans les noeuds ? La surface de l'eau se garnit d'une vague arrondie qui précède la coque et en épouse les contours, et des remous s'agitent dans le sillage du navire. Et que se passe-t-il quand une étoile se déplace à grande vitesse au milieu d'un nuage de gaz dense ? Rien de très différent.
En octobre 2005 et juillet 2006, le Télescope Spatial Hubble, par l'entremise de sa Caméra Avancée pour les Relevés, a découvert pas moins de quatorze de ces étoiles rapides fusant à travers un milieu interstellaire dense. Quatre exemplaires parmi ce lot sont reproduits ici. On note chaque fois l'apparence caractéristique du déplacement dans un milieu opposant une certaine résistance, qui adopte une configuration qui évoque celle des comètes, pour rester dans un cadre de comparaison astronomique. Chaque étoile rapide est logée à l'intérieur d'une onde de choc en forme de tête de flèche, plus ou moins effilée suivant la vitesse. A l'arrière, le chemin auparavant emprunté par l'étoile est rendu manifeste par une luminescence du gaz.
A contraire du bateau, et en montrant par là que la comparaison a ses limites, une étoile rapide ne provoque pas l'apparition d'une onde de choc en aval à cause d'une quelconque "coque" : l'astre émet dans toutes les directions un courant ininterrompu de particules rapides, appelé "vent stellaire" par analogie avec le vent solaire. Ce sont ces particules rapides qui entrent en collision avec le gaz du milieu interstellaire, le repoussent vers l'avant pour ouvrir le chemin de l'étoile. Les jeunes étoiles éjectent souvent un vent de particules plus soutenu et plus dense que les étoiles adultes, et on en déduit ainsi que les spécimens montrés ici n'ont pas plus de quelques millions d'années d'âge. Un autre indice de leur jeune âge est la forme des nébulosités qui les entourent, une forme qui n'est pas du tout celle que génèrent les vieilles étoiles. Le fait qu'elles soient situées dans un milieu gazeux dense plaide aussi en défaveur de la vieillesse, car les anciennes étoiles se font rarement trouver dans un tel environnement. On fera enfin remarquer que la lumière émise par les étoiles étudiées ici n'ionise pas le gaz environnant, ce qui indique qu'elles ne doivent pas dépasser une petite dizaine de fois la masse du Soleil.
La distance qui les sépare de la Terre est par contre beaucoup moins certaine, ce qui est très gênant quand on veut avoir une idée de la dimension de ces objets. Les évaluations de ces distances varient du simple au décuple, et les dimensions que l'on doit accorder aux fronts d'onde de choc varient alors dans la même proportion : de cent à mille milliards de kilomètres. Cela équivaut à 17 ou 170 diamètres de l'orbite de Neptune.
Indépendamment de leur diamètre, la forme des ondes de choc peut nous informer sur la vitesse de l'étoile par rapport au nuage gazeux qu'elle est en train de transpercer comme une balle. On trouve alors plus de 50 kilomètres par seconde. On savait déjà que des étoiles jeunes pouvaient se déplacer à une relativement grande vitesse par rapport aux autres étoiles, un peu comme des individus un peu chahuteurs au milieu d'une foule arpentant calmement un trottoir, mais la vitesse des étoiles rapides dont il est question actuellement est cinq fois supérieure à la moyenne. On devrait alors distinguer les étoiles "à grande vitesse" des étoiles à "très grande vitesse", dont quatre illustrations sont reproduites ici. Comme ces étoiles acquièrent cette grande vitesse quand elles sont expulsées de l'amas d'étoiles qui les a vu apparaître (les étoiles naissent en groupes), il faut supposer que ces étoiles à très grande vitesse proviennent d'amas particulièrement massifs et riches en étoiles, dont les mouvements ont pu déployer assez d'énergie pour propulser les fuyardes à la vitesse qui leur est observée.
Dans son détail, le mécanisme de l'éjection d'étoiles hors d'un amas fait intervenir la rencontre rapprochée entre deux couples d'étoiles, ou entre un couple d'étoiles et une troisième étoile solitaire. Cette rencontre rapprochée peut être suffisamment perturbante pour briser le lien qui unit l'un ou l'autre couple stellaire, et l'une des divorcées gagne alors de la vitesse. Un autre scénario fait également intervenir des paires d'étoiles, mais cette fois l'une d'elle explose violemment en supernova. L'étoile éjectée à grande vitesse est alors... veuve.
Compte tenu de leur durée de vie de quelques millions d'années et de leur vitesse d'environ 50 kilomètres par seconde, on calcule facilement que si leur éjection a suivi de peu leur apparition, ces étoiles ont dû parcourir une distance proche de 160 années-lumière, ce qui correspond en fait à la distance qu'il est possible de boucler en un million d'années, à raison de 50 kilomètres par seconde.
Il semble que de telles ondes de choc associées à des étoiles particulièrement rapides aient une prédestination à être découvertes par hasard, ou du moins sans vraiment les chercher, car il n'y a pas de filon dans lequel concentrer les recherches. Pour accrocher les premières à leur tableau de chasse, l'arme des astronomes était l'observatoire IRAS, fonctionnant dans l'infrarouge et s'étant attelé en 1983 à la tâche d'observer dans toutes les directions du ciel. Les premières observations systématiques datent de la fin de la décennie 80. Récemment, l'observatoire Swift, opérant quant à lui dans l'ultraviolet, a fortuitement mis en évidence une structure en onde de choc et en sillage luminescent autour de l'étoile Mira. Les observations du Hubble dont l'écho est fait ici n'ont pas non plus été motivées par l'observation de ces étoiles à grande vitesse.
Si l'on compare les données acquises lors de ces différentes campagnes d'observation, on remarque que les ondes de choc observées par IRAS sont un cran plus étendues que celles photographiées par Hubble. Il faut croire qu'IRAS a mis en évidence les exemplaires les plus massifs, ceux qui expulsent le vent le plus intense. Mais comme les étoiles légères sont bien plus nombreuses que les étoiles massives, il faut croire que les découvertes de Hubble ne sont que les premiers tâtonnements de la partie immergée de l'iceberg. Il n'est pas non plus déraisonnable de penser que les étoiles légères se font plus facilement expulser d'une famille d'étoiles, et qu'elles peuvent aussi l'être à plus grande vitesse que leurs homologues plus maousses.
Précisons aussi que 35 cibles étaient visées par Hubble dans cette session d'observations, 35 cibles représentant des sources d'émission infrarouge dans les archives d'IRAS, mais dont la nature n'était pas évidente. On pensait avoir affaire à des étoiles arrivant à leur terme, gonflées de vieillesse et subissant une ultime et fatale dilatation, ou encore à la même catégorie d'objets, mais à l'étape suivante, c'est-à-dire des nébuleuses planétaires en train d'éclore et de se mettre à briller.
Une question qui reste largement ouverte jusqu'à maintenant est celle des effets sur les nuages gazeux des remous provoqués par les étoiles qui les traversent. S'agit-il d'un inefficace coup d'épée dans l'eau, ou au contraire la formation des étoiles est-elle sérieusement retardée ou inhibée suite à l'agitation soulevée dans la masse gazeuse ?
Sujet: A toute berzingue dans la Galaxie 
