M3 Milieu interstellaire et formation d'étoiles

Topique

L'élément central de ce modèle est le nuage moléculaire géant qui s'effondre pour donner naissance à une étoile.

La formation stellaire se produit au sein de ces nuages ​​moléculaires, régions froides et denses du milieu interstellaire, lorsque la masse du nuage dépasse une valeur critique, la masse de Jeans, qui diminue à mesure que le nuage se refroidit et se densifie. Cette diminution de la masse de Jeans signifie que les nuages ​​plus froids et plus compacts s'effondrent beaucoup plus facilement que les nuages ​​chauds et diffus.

L'effondrement de ce nuage commence de manière isotherme, car le gaz se refroidit encore efficacement en émettant un rayonnement moléculaire lors de sa compression, mais il devient adiabatique dès que la densité franchit un certain seuil. Le franchissement de ce seuil provoque une élévation de la température du gaz, et à cet instant précis, la protoétoile naît au centre du nuage en effondrement.

La luminosité d'accrétion, l'énergie potentielle gravitationnelle du gaz qui continue de tomber sur la protoétoile et se convertit en rayonnement, domine sa luminosité durant cette phase : elle augmente avec la vitesse à laquelle le gaz tombe et diminue à mesure que le rayon de la protoétoile augmente. La fonction de masse initiale de Salpeter décrit la distribution des masses des étoiles nouvellement formées au sein de ce nuage : les étoiles légères sont de loin les plus nombreuses, mais ce sont les quelques étoiles massives qui naissent qui dominent la luminosité totale du groupe et l'enrichissement chimique que ce nuage apporte à la galaxie entière.

Cependant, la formation d'étoiles engendre sa propre boucle de rétroaction : les jets bipolaires, les vents et les photons ionisants émis par les étoiles nouvellement formées freinent le nuage qui les a engendrées, limitant l'efficacité du processus à environ un pour cent de la masse initiale du nuage. Ainsi, du nuage moléculaire géant qui ouvre ce document à la rétroaction qui le ralentit et qui le conclut, en passant par la masse de Jeans, la protoétoile et la luminosité d'accrétion, la formation d'étoiles conduit ce même nuage à limiter, par les produits des quelques étoiles qu'il parvient à former, sa propre capacité à poursuivre cette formation.

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