Formation stellaire
Les étoiles naissent lorsque les parties les plus denses et les plus froides des nuages moléculaires interstellaires ne peuvent plus se maintenir contre la gravité et s'effondrent, formant des protoétoiles qui s'accrètent à partir de disques et finissent par allumer la fusion nucléaire.
Definition
La formation stellaire est le processus par lequel des concentrations denses et froides de gaz interstellaire s'effondrent sous l'effet de la gravité et accrètent de la masse pour former de nouvelles étoiles, accompagnées de leurs disques et éjections associés.
Scope
Ce domaine couvre les conditions et la physique de la naissance stellaire : la structure et la stabilité gravitationnelle des nuages moléculaires, l'effondrement des cœurs denses, la formation et la croissance des protoétoiles par accrétion, les disques circumstellaires et les éjections bipolaires qui les accompagnent, ainsi que la distribution des masses stellaires décrite par la fonction de masse initiale.
Sub-topics
Core questions
- Quelles conditions permettent au gaz interstellaire de s'effondrer en étoiles ?
- Comment une protoétoile croît-elle et atteint-elle la séquence principale ?
- Quel rôle les disques et les éjections jouent-ils dans la naissance stellaire ?
- Qu'est-ce qui détermine la distribution des masses des étoiles nouvellement formées ?
Key concepts
- nuage moléculaire
- masse de Jeans
- cœur dense
- protoétoile
- disque d'accrétion
- éjection bipolaire
- fonction de masse initiale
Key theories
- Effondrement gravitationnel et critère de Jeans
- Un nuage s'effondre lorsque sa propre gravité surmonte le soutien de la pression thermique, de la turbulence et des champs magnétiques ; le critère de Jeans établit la masse et la taille au-delà desquelles l'effondrement s'emballe, et les cœurs denses au sein des nuages moléculaires sont les sites immédiats de la naissance stellaire.
- Effondrement de l'intérieur vers l'extérieur et accrétion par disque
- Un cœur marginalement stable s'effondre de l'intérieur vers l'extérieur, déposant de la matière sur une protoétoile centrale via un disque soutenu par rotation, tandis que des éjections bipolaires éliminent le moment angulaire, un scénario développé dans le modèle standard de formation d'étoiles de faible masse.
Mechanisms
Au sein des nuages moléculaires froids, les régions où la gravité dépasse le soutien combiné de la pression, de la turbulence et des champs magnétiques commencent à s'effondrer ; la conservation du moment angulaire aplatit le gaz en chute en un disque qui alimente une protoétoile en croissance, tandis que des éjections magnétisées dissipent le moment angulaire et dispersent le matériau environnant jusqu'à ce que la nouvelle étoile soit révélée.
Clinical relevance
La formation stellaire régit l'évolution des galaxies, le recyclage du gaz interstellaire et la production de nouvelles étoiles et de systèmes planétaires ; la fonction de masse initiale qu'elle établit est un élément clé pour les modèles d'évolution chimique et de luminosité galactique et pour l'interprétation de la lumière intégrée des galaxies lointaines.
History
Jeans a formulé le critère d'instabilité gravitationnelle au début du XXe siècle, le modèle standard d'effondrement de l'intérieur vers l'extérieur pour la formation d'étoiles de faible masse a été développé par Shu et ses collaborateurs dans les années 1970 et 1980, et la théorie moderne met de plus en plus l'accent sur la turbulence et les champs magnétiques, comme l'ont examiné McKee et Ostriker.
Debates
- Le rôle de la turbulence versus le soutien magnétique
- La question de savoir si le soutien des nuages moléculaires et la régulation de la formation stellaire sont principalement régis par la turbulence supersonique ou par les champs magnétiques, et comment les deux interagissent pour déterminer la faible efficacité de la formation stellaire, demeure une question active dans le domaine.
Key figures
- Frank Shu
- Christopher McKee
- Eve Ostriker
- Edwin Salpeter
Related topics
Seminal works
- shu1987
- mckee2007
Frequently asked questions
- Pourquoi tous les nuages moléculaires ne se transforment-ils pas rapidement en étoiles ?
- Les nuages sont soutenus contre l'effondrement par la turbulence et les champs magnétiques, ainsi que par la pression, et le rétroaction des jeunes étoiles disperse le gaz, de sorte que la formation stellaire est inefficace et seule une petite fraction de la masse d'un nuage devient des étoiles au cours de sa durée de vie.
- Pourquoi les jeunes étoiles ont-elles des disques et des jets ?
- Le gaz en effondrement transporte un moment angulaire qui l'empêche de tomber directement sur l'étoile, il se dépose donc en un disque en rotation ; l'accrétion à travers le disque et les champs magnétiques associés lancent des jets bipolaires qui emportent le moment angulaire et permettent à l'étoile de croître.