L'intrigante géométrie d'une proto-étoile révélée par ALMA

Publié par Adrien le 09/02/2017 à 00:00
Source: CNRS-INSU
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Un des grands mystères de l'astrophysique réside dans la compréhension des différentes étapes de formation d'une étoile telle que la nôtre. Comment une étoile comme le Soleil a pu émerger de l'effondrement gravitationnel d'un nuage moléculaire reste encore un mystère par bien des aspects. Le gaz du le nuage parental est en rotation et possède un moment angulaire (En physique, le moment angulaire ou moment cinétique est la grandeur physique qui joue un...). Au fur et à mesure qu'il s'effondre, la force gravitationnelle devient dominante par rapport à la force centrifuge due à la rotation. C'est le moment angulaire qui, en-deçà d'un certain rayon appelé barrière centrifuge empêche cet effondrement.

L'interférométrie est le seul moyen d'atteindre une résolution spatiale suffisante pour découvrir ce qu'il se passe à petite échelle. Une équipe regroupant des chercheurs japonais (menée par Nami Sakai) et francais de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) de Planétologie (La planétologie est la science de l'étude des planètes. La discipline recouvre de nombreuses...) et d'Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...) de Grenoble et de l'Institut de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) en astrophysique et planétologie de Toulouse apporte de nouvelles briques à cette compréhension du processus de formation stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la...) grâce aux observations radio effectuées avec ALMA (Atacama Large Array Millimeter), interféromètre à 66 antennes situé dans le désert d'Atacama au Chili.


Figure 1: Carte d'émission de la molécule CCH (couleur) superposée à la carte du continuum de poussière à 0.8 mm. L'enveloppe en effondrement et en rotation tracée par CCH apparaît élargie à un rayon d'environ 150 unités astronomiques. Crédits: Sakai, Nami et al.

Cette équipe étudie une proto-étoile, appelée L1527, située dans le nuage moléculaire (En astronomie, les nuages moléculaires sont des nébuleuses interstellaires qui ont une densité...) du Taureau, une région de formation d'étoiles située à environ 450 années lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) de notre Soleil, qui possède un disque interne en rotation (vu par la tranche) enfoui à l'intérieur de son nuage parental constitué de gaz et de poussières. Les observations ALMA ont permis de l'observer avec une précision, jusqu'ici inégalée, de plusieurs dizaine d'unités astronomiques (1 UA = distance Soleil-Terre). Cette même équipe avait précédemment mis en évidence la présence d'une zone de transition entre l'enveloppe externe et le disque protoplanétaire (Les étoiles se forment à partir d'un nuage de gaz et de poussières dont la partie centrale...) interne (qui plus tard formera des planètes).

Cette zone avait pu être caractérisée grâce à l'observation ALMA de l'émission de certaines espèces moléculaires comme SO et c-C3H2. Les nouvelles données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) portent sur l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) de CCH et SO ; elles permettent de mieux comprendre l'effondrement de l'enveloppe d'une proto-étoile. La barrière centrifuge correspond à une zone où les particules arrêtent leur course vers le centre de la proto-étoile. Les observations montrent une accumulation de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) juste à l'extérieur de cette barrière (Figure 1). Une part significative du moment angulaire est ainsi perdue par cet "embouteillage" et l'onde de choc (Une onde de choc est un type d'onde, mécanique ou d'une autre nature, associé à...) qu'il provoque conduit à un échauffement du gaz.

Le comportement observé est en accord avec un modèle balistique, ne nécessitant pas de forces magnétiques ou autres, dans lequel les particules de gaz se comportent comme de simples projectiles. D'autres observations à grande résolution spatiale sont en projet pour affiner la compréhension de cette dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...). C'est un pas supplémentaire vers la connaissance de l'évolution de notre propre système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...).

Ces résultats ont été publiés dans le journal MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) édité par Oxford University Press.

Les auteurs de cette étude sont Nami Sakai,Yoko Oya, Aya E. Higuchi,Yuri Aikawa, Tomoyuki Hanawa, Cecilia Ceccarelli, Bertrand Lefloch, Ana López-Sepulcre, Yoshimasa Watanabe, Takeshi Sakai, Tomoya Hirota, Emmanuel Caux, Charlotte Vastel, Claudine Kahane.
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