les Frontières de Jeunes Esprits

Résumé

Dans cet article, nous expliquons le processus de formation d’étoiles régulière d’étoiles comme le Soleil. Les étoiles se forment à partir d’une accumulation de gaz et de poussière, qui s’effondre sous l’effet de la gravité et commence à former des étoiles. Le processus de formation des étoiles prend environ un million d’années à partir du moment où le nuage de gaz initial commence à s’effondrer jusqu’à ce que l’étoile soit créée et brille comme le soleil., Le matériel restant de la naissance de l’étoile est utilisé pour créer des planètes et d’autres objets qui orbitent autour de l’étoile centrale. L’observation de la formation des étoiles est difficile, car la poussière n’est pas transparente à la lumière visible. Il est cependant possible d’observer ces pépinières stellaires sombres à l’aide d’ondes radio, car les ondes radio voyagent librement jusqu’à nous et nos radiotélescopes.

Les étoiles, comme notre propre soleil, n’ont pas toujours existé. Les étoiles naissent et meurent sur des millions, voire des milliards d’années. Les étoiles se forment lorsque des régions de poussière et de gaz dans la galaxie s’effondrent en raison de la gravité., Sans cette poussière et ce gaz, les étoiles ne se formeraient pas.

La Poussiéreux Nuseries de Stars

Une galaxie contient des milliards d’étoiles, mais aussi de grandes quantités de gaz et de poussière. Ces régions de gaz et de poussière dans la galaxie se situent dans l’espace entre les étoiles. Si la galaxie était une rue, les maisons seraient des étoiles et les régions de gaz et de poussière seraient les jardins entre les maisons. L’espace entre les étoiles dans une galaxie est appelé le milieu interstellaire, car c’est le milieu, ou substance, qui constitue l’espace entre les objets stellaires.,

les régions de gaz et de poussière sont appelées nuages moléculaires, en raison de leur contenu. Les nuages moléculaires sont constitués d’un mélange d’atomes, de molécules et de poussières. Les atomes sont les petits éléments constitutifs de tout ce qui nous entoure. Les molécules sont constituées de deux atomes ou plus réunis. Les molécules présentes dans les nuages moléculaires sont généralement de l’hydrogène moléculaire, H2 , mais peuvent également être des molécules plus complexes, telles que le méthanol, qui se compose de six atomes, ou l’eau, qui se compose de trois atomes., Les grains de poussière sont des amas de matière encore plus gros et peuvent atteindre quelques millimètres, ce qui est énorme par rapport aux atomes ou aux molécules.

Les nuages moléculaires dans le milieu interstellaire sont grands. En fait, un seul nuage moléculaire peut être des centaines de milliers de fois plus lourd que le Soleil. Leurs volumes varient également: un nuage moléculaire peut être de la même taille, ou plusieurs fois plus grand que l’ensemble de notre système solaire. Ces énormes nuages moléculaires subissent un mouvement turbulent. Cela signifie que le gaz et la poussière dans les nuages ne restent pas au même endroit que le temps passe., Ces substances se déplacent dans toutes les directions, comme des enfants qui courent dans une cour d’école. Ce mouvement turbulent du gaz et de la poussière répartit les atomes et les molécules de manière inégale, de sorte que certaines régions du nuage moléculaire contiennent plus de matière que d’autres régions Figure 1a. si le gaz et la poussière s’accumulent à un niveau très élevé dans une certaine région, cette région commence à s’effondrer en raison de La région est plus petite que le nuage moléculaire et vit à l’intérieur du nuage moléculaire., La région est « seulement” quelques centaines d’Unités Astronomiques (Ua), qui est une centaine de fois la distance de la Terre au Soleil.

  • Figure 1 – Le processus de formation d’étoiles.
  • l’illustration montre les six étapes de la formation des étoiles semblables au soleil. Le processus commence sur (A), où le gaz et la poussière dans l’espace entre les étoiles (également appelé milieu interstellaire, ISM) s’effondrent en une boule dense de gaz appelée noyau prestellaire (B) qui finira par devenir le soleil., Pendant l’effondrement, un disque (C) se forme autour du noyau, tandis que deux jets sont émis aux pôles. À un moment donné, l’étoile cesse de croître, mais le gaz tombe toujours sur le disque (D). Après quelques millions d’années, ce processus s’arrête. L’étoile est maintenant née (E), tandis que les planètes sont formées à partir du matériau restant, qui deviendra éventuellement un système solaire (F). Un système solaire vit généralement 10 milliards d’années après le processus de formation.,

le nuage moléculaire qui S’effondre

un nuage moléculaire est très froid, seulement quelques degrés au-dessus du zéro absolu, qui est la température la plus basse possible (également appelée 0°k). Mais, lorsque le gaz et la poussière commencent à s’effondrer dans une région du nuage moléculaire, ils se réchauffent lentement. C’est une conséquence d’une loi de la physique, qui nous dit que, lorsque la matière est comprimée, la densité de la matière augmente et la matière commence à chauffer., Le bord extérieur d’une région qui s’effondre aura une température d’environ 10° au-dessus du zéro absolu (également appelé 10°K), et la région intérieure chauffera lentement jusqu’à environ 300°K, ce qui est autour de la température ambiante.

lorsque la région qui s’effondre a atteint une taille de près de 10 000 UA, elle est appelée noyau pré-stellaire (Figure 1b) et est officiellement une étoile en devenir. « Stellaire » signifie étoile, donc pré-stellaire signifie,  » Avant de devenir une étoile. »Le mot noyau fait référence au gaz et à la poussière, qui sont maintenant si denses que le terme noyau est plus précis que la région ou le nuage., En outre, ce noyau pré-stellaire deviendra plus tard le noyau intérieur de l’étoile.

Au cours des 50 000 prochaines années, le noyau pré-stellaire se contracte. Cela peut sembler une longue période, mais sur un calendrier astronomique, il est considéré comme un assez rapide par rapport, par exemple, à l’âge de l’Univers, qui est près de 14 milliards d’années. LES CONTRATS DE BASE jusqu’à ce qu’il soit autour de 1,000 UA (Figure 1C). Il est toujours composé du même gaz et de la même poussière, ce qui signifie que la densité de cette matière augmente à mesure que le diamètre se rétrécit à 1/10e de la taille initiale de la région qui s’effondre.,

après 50 000 ans, le système aura formé un disque autour du noyau central et l’excès de matière sera éjecté vers l’extérieur des pôles de l’étoile. Un pôle sur une étoile est comme ceux de la Terre, à savoir défini comme l’axe autour duquel l’étoile tourne. Sur la Figure 1C, vous pouvez voir deux structures en forme de fontaine où cet excès de matériau est éjecté. Ces structures sont appelées jets et obéissent aux lois de la physique., Le mouvement aléatoire du gaz et de la poussière que nous avons décrit précédemment, combiné à la contraction du système sous forme de noyau pré-stellaire, provoquera la rotation de l’ensemble du système. Ce processus provoque la formation d’un disque plat autour du noyau pré-stellaire. Ceci est similaire à la façon dont une robe forme un disque plat autour d’un patineur de glace en rotation. Si la patineuse ne tournait pas, la robe ne serait pas un disque plat autour d’elle, mais plutôt pendrait le long de ses côtés. Les jets aux pôles se posent pour maintenir le système en équilibre., Le système est maintenant appelé proto-étoiles, ce qui signifie qu’il est à son tout premier stade de devenir une véritable star.

du noyau pré-stellaire à L’Étoile

Le disque est crucial pour que la proto-étoile devienne une étoile de taille appropriée. Le disque est essentiellement composée de gaz, qui tourne avec le disque et s’approche lentement de la surface de la proto-étoile. Lorsque le gaz se rapproche suffisamment de l’étoile, il tombe à la surface de l’étoile à cause de la gravité et l’étoile grandit. Ce processus de croissance s’appelle un processus d’accrétion et l’étoile est censée accréter (accumuler) de la matière du disque.,

Au cours des 1 000 prochaines années, la matière du disque est soit accrétée par l’étoile, soit expulsée du disque (Figure 1D). L’étoile a suffisamment grandi en taille et en densité pour que la région centrale déclenche une réaction nucléaire, ce qui fait briller l’étoile, comme le soleil. À ce stade, l’étoile est appelée étoile T-tauri, et c’est la première fois que l’étoile peut être observée visuellement.

l’étoile cesse finalement d’accréter de la matière du disque, mais la matière restante autour de l’étoile est toujours en forme de disque (Figure 1E)., Le disque ne sert plus à nourrir l’étoile avec de la matière pour la faire grandir. Au lieu de cela, le disque n’est plus qu’un plan circulaire de matériau en mouvement, qui commencera lentement à s’agglutiner et à orbiter autour de l’étoile. Ces petites touffes, faites à partir du matériau restant de la création de l’étoile, formeront de nouvelles planètes. Cela signifie que les planètes de notre système solaire sont faites des restes de matière de la naissance du Soleil! C’est aussi pourquoi toutes les planètes du système solaire sont trouvés dans le même avion!,

le système solaire final (Figure 1F) est terminé lorsque le disque est complètement épuisé et que toutes les planètes sont formées. Au cours des 10 prochains milliards d’années, l’étoile brûlera du combustible nucléaire en son centre et émettra de l’énergie sous forme de rayonnement que nous appelons la lumière du soleil.

observation des nuages moléculaires

Les nuages moléculaires qui hébergent et forment les étoiles nouveau-nées sont des zones sombres dans le ciel nocturne. Il n’est pas possible pour un homme de voir un nuage moléculaire—pas même avec un télescope., La raison pour laquelle nous ne pouvons pas voir un nuage moléculaire est que les particules de poussière sont dispersées partout dans le nuage et absorbent la lumière des étoiles environnantes. Cela empêche la lumière des étoiles de voyager dans l’espace et de nous atteindre ici sur Terre, c’est pourquoi un nuage moléculaire ressemble à une zone sombre dans le ciel. Heureusement pour les astronomes, le nuage moléculaire est transparent aux ondes radio. Cela signifie que les ondes radio ne sont pas absorbées par les particules de poussière dans le nuage et que les ondes radio peuvent donc voyager librement jusqu’à nous sur terre., Les ondes Radio ne sont pas visibles à l’œil nu, mais, en utilisant de grands radiotélescopes, il est possible d’obtenir des signaux de ces nuages moléculaires autrement sombres.

ces ondes radio transportent des informations sur le contenu du nuage moléculaire sombre. Si une étoile est en train de naître, le nuage enverra des ondes radio différentes de celles si aucune étoile n’est en train de naître en son sein. L’utilisation des ondes radio permet aux astronomes de voir quand les étoiles naissent, même si le nuage moléculaire est sombre., Et, même si les astronomes d’aujourd’hui en savent beaucoup sur la façon dont les étoiles comme le soleil se forment, il reste encore un grand mystère à résoudre.

Conclusion

Le grand mystère surgit lorsque de très grandes étoiles se forment. Les astronomes savent que des étoiles jusqu’à environ six fois la masse de notre Soleil naissent comme nous l’avons décrit dans cet article. Les étoiles de plus grande masse nécessitent un processus différent, car la pression du rayonnement des étoiles repoussera le disque, empêchant les étoiles de grossir environ six fois la taille de notre Soleil.,

Les astronomes ont vu ces grandes étoiles, ils savent donc que de grandes étoiles existent et doivent naître d’une manière ou d’une autre. Mais, comment ils sont nés est encore une grande question pour les astronomes du monde entier.

Glossaire

milieu interstellaire (ISM): tout l’espace à l’intérieur des galaxies où il n’y a pas d’étoiles, mais beaucoup de gaz et de poussière.

nuage moléculaire: un grand nuage spatial rempli de gaz et de poussière. Les nuages moléculaires se trouvent à l’intérieur du milieu interstellaire.

UA: 1 unité astronomique, qui est la distance de la Terre au soleil.,

zéro absolu: la température la plus basse possible, également appelée 0°K.

accrétion: processus par lequel un objet accumule la masse d’un autre objet.

déclaration de conflit d’intérêts

l’auteur déclare que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière pouvant être interprétée comme un conflit d’intérêts potentiel.

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