Pour qu’un nuage de gaz et de poussière s’effondre puis se condense suffisamment pour donner naissance à une étoile, il faut l’intervention d’un vent cosmique. La théorie le prédisait. Des astronomes viennent enfin de le confirmer par l’observation.
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À environ 460 années-lumière de notre Terre, il est ce que les astronomesastronomes appellent un nuagenuage cosmique sombre. Nom de code : CB26. Et des chercheurs de l'Institut Max PlanckMax Planck (Allemagne) ont décidé d'aller voir ce qu'il s'y passe. Ils ont déployé les grands moyens pour observer plus particulièrement une jeune étoile en formation dans ce nuage, avec l'espoir de percer enfin les secrets de la formation des étoiles dans les nuages de gaz.
Avant de découvrir ce qu'ils présentent dans le journal Astronomy and Astrophysics, soulignons que les astronomes savaient déjà que les étoiles naissent dans les nuages cosmiques lorsqu'une région plus dense s'effondre sous sa propre gravité. La température grimpe jusqu'à déclencher des réactions de fusion nucléaire. L'hydrogène du nuage se transforme en héliumhélium. Le tout libère de l'énergieénergie et l'étoile se met à briller.
Ralentir les étoiles en formation pour leur laisser une chance
Mais se pose tout de même celui que les chercheurs nomment le problème du moment cinétiquemoment cinétique. Car les lois de la physique veulent que le moment cinétique du nuage de gaz soit conservé. Ainsi, lorsque le rayon du nuage diminue à mesure qu'il se transforme en étoile, l'ensemble se met en théorie à tourner de plus en plus vite. Faisant courir le risque à la protoétoileprotoétoile de se voir littéralement déchirée par les forces centrifugesforces centrifuges avant même d'avoir pu enclencher les réactions de fusion nucléairefusion nucléaire qui doivent l'allumer.
“Tout se jouerait dans le disque d’accrétion qui se forme autour d’elle”
Les astronomes avaient bien une idée pour expliquer comment la rotation des protoétoiles est suffisamment freinée pour lui éviter le pire. Tout se jouerait dans le disque d'accrétiondisque d'accrétion qui se forme autour d'elle. Ce disque fournirait à la fois de la matièrematière qui aiderait l'étoile à se mettre à briller et aiderait aussi à éloigner le moment cinétique. Comment ? Grâce à une sorte de ventvent cosmique, de vent de disque. À l'origine, de l'hydrogène gazeux. En tournant dans le disque d'accrétion, l'hydrogène se réchauffe. Ses électronsélectrons sont arrachés à ses protonsprotons. L'ensemble forme un plasma qui, par ses mouvementsmouvements, génère un champ magnétiquechamp magnétique. Une partie de ce plasma dérive à travers les lignes du champ. Et lorsque du plasma entre en collision avec de la matière neutre, cette dernière est emportée dans une sorte de vent. Éloignant du même coup son moment cinétique.
Le rôle des vents cosmiques dans la formation des étoiles confirmé
Une belle théorie que les chercheurs peinaient à démontrer par l'observation. En 2009, toutefois, l'équipe de l'Institut Max Planck -- déjà elle -- avait pu observer le mouvement attendu pour un tel vent. Grâce au réseau de radiotélescopesradiotélescopes du Plateau de Bure (Alpes). C'était aussi dans le nuage cosmique CB26. Mais les astronomes n'avaient pas réussi à évaluer à quel point ce vent transportait la matière loin de la jeune étoile centrale. Or cet élément reste essentiel pour comprendre si le vent de disque peut supprimer suffisamment de moment cinétique de la protoétoile et l'empêcher de finir déchiquetée.
Cette fois, grâce à des observations d'une résolutionrésolution bien plus élevée et à une modélisationmodélisation sophistiquée, les astronomes sont parvenus à mesurer les dimensions de l'écoulement à plus de 8 milliards de kilomètres. C'est largement suffisant pour emporter au loin une quantité importante du moment cinétique de la protoétoile. Mystère résolu ! Mais les observations vont continuer sur CB26 pour tenter de capter quelques détails supplémentaires.
