Les Proto-étoiles

Dans la partie la partie la plus dense et la plus concentrée des nébuleuses se trouvent des nuages moléculaires dont la masse peut atteindre plusieurs centaines de milliers de fois de celle du soleil.

Comment se passe l'effondrement du nuage ?

L’effondrement du nuage gazeux a lieu quand sa masse dépasse une valeur critique, cette valeur est une relation incluant la densité et la température du nuage. L’effondrement peut également être dû aux vents stellaires ou à l’explosion d’une super nova. Le nuage s’effondre alors sous son propre poids et sa matière commence à se contracter. Puis le nuage se fragmente en petit amas de matière, appelés globules, qui ont la taille du système solaire, et une masse de plusieurs fois celle du soleil.

Quelle est la différence entre une proto-étoile et une étoile ?

La transformation en proto-étoile a lieu quand les globules sont plus denses et plus chauds. Mais elle ne devient étoile que lorsqu'elle allume ses « moteurs nucléaires », c’est-à-dire quand la température et la densité sont suffisantes pour la fusion nucléaire. Il faut donc que l’étoile s’effondre, attirant des particules qui se cognent et échauffent les gaz.

Pourquoi la force centrifuge est-elle un obstacle à l'effondrement?

Quand un nuage de gaz et de poussière en rotation s’effondre sur lui-même, sa rotation s’accélère également, cela est dû à une des lois fondamentales de la nature appelées la conservation du moment angulaire. Le moment angulaire se calcule comme suit : m*r2*w. Dans un système isolé, le moment angulaire ne peut changer. Le résultat final est que la rotation l’emporte sur la gravité, à savoir que la poussée vers l’extérieur de la force centrifuge fait contrepoids a la poussée vers l’intérieur de la gravité, ce phénomène empêche le gaz de continuer sa chute vers le centre. Les densités et températures nécessaires à la fusion nucléaire ne sont jamais atteintes. Si aucun autre mécanisme n’intervient, la contraction des portions de nuage aboutirait à la formation d’un anneau de gaz en formation, mais en aucune façon a une étoile.

Quel autre mécanisme intervient donc?

Alors intervient le champ magnétique. En effet, quand les nuages de gaz et de poussières s’effondrent, les lignes de champs magnétiques sont obligées de suivre le mouvement en spirale du gaz. A la place de rester perpendiculaire au plan, elles s’inclinent d’un certain angle. Quand les particules de gaz rencontrent ces lignes inclinées, elles s’y attachent et se font éjecter, échappant du puits gravitationnel : ce sont les jets stellaires. Comme ces jets sont mus par rotation, ils transportent du moment angulaire hors du disque. En fournissant un moyen de délestage de l’excès de rotation, ces jets permettent de ralentir la rotation du disque. La gravité prend alors le dessus. L’embryon d’étoile accrète suffisamment de matière pour que les températures et densités nécessaires à la fusion nucléaire soient atteintes.

Combien faut-il de temps à une proto-étoile pour devenir une étoile ?

Le temps nécessaire à une proto-étoile pour devenir une étoile dépend de sa masse : ce temps atteint 30 millions d’années pour une étoile comme le soleil, mais pour une étoile 10 fois plus massive, il ne dépasse pas 3000 ans.

Toutes les proto-étoiles deviennent -elles des étoiles ?

Si une proto-étoile a une masse inférieure à 0,08 Masse Solaire, ce n'est qu'une boule d'hydrogène. Elle est appelée naine brune. Sa pression interne n'est pas assez élevée, son coeur ne sera jamais assez chaud pour que s'y développent des réactions nucléaires. Elle ne devient jamais une étoile. Sa luminosité est si faible, sa masse si petite que elle ressemble à une planète.



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