Une transformation prodigieuse : une étoile est née du vide cosmique froid | Vide cosmique

Avec les étoiles, cela nous est arrivé comme avec l’Univers, lorsque nous avons commencé à comprendre son fonctionnement, nous avons appris qu’elles n’avaient pas toujours été là. Notre propre Soleil témoigne de sa nature périssable. Il consomme de l’hydrogène dans les réactions thermonucléaires à raison de 100 millions de tonnes par seconde, c’est pourquoi il brille. Bien qu’il ait une masse importante, il n’est pas infini. La conclusion est évidente : le Soleil n’a pas toujours brillé, et il ne brillera pas toujours.

Les étoiles ont donc un début, tout comme on peut dire qu’elles vivent quelque chose qui ressemble à une fin. À partir de ce que nous appelons le milieu interstellaire, son processus de formation implique une transformation prodigieuse : une matière ténue et très froide, autour de 363 degrés sous zéro, se transforme en une boule de feu incandescente avec des températures qui atteindront des millions de degrés à l’intérieur et une densité qui atteindra des millions de degrés. augmenter de très nombreux zéros.

La première chose que nous devons comprendre est que c’est un processus qui prend du temps. Pas autant qu’ils brillent, mais un peu, même à l’échelle cosmique, ce n’est pas un processus instantané. Si les bonnes conditions sont réunies, dans des dizaines de millions d’années, le cosmos pourra former une étoile.

Le mécanisme est chaotique et plein d’incertitudes. Des centaines, des milliers d’étoiles se forment en même temps dans des enveloppes gazeuses poussiéreuses striées de bulles, dispersées et maintenues ensemble par ces particules solides que l’on appelle poussière interstellaire. Pour que cela se produise, il faut, comme nous l’avons déjà dit, du temps, mais il faut surtout transformer plusieurs fois les conditions du milieu pour qu’il passe de tempéré et presque vide, à très froid et dense. De sorte qu’avec le temps, il devient encore plus dense, à tel point qu’il peut continuer à s’effondrer sous l’effet de la gravité.

Les matériaux filamenteux et ténus de faible densité finissent par se fragmenter en milliers d’amas qui, avec le temps, donneront naissance aux structures les plus denses du cosmos. Certaines ont des centaines de fois la masse de notre étoile, la plupart par paires, dans ce que l’on appelle des systèmes binaires, et d’autres, pour la plupart, sous forme d’étoiles presque comme le Soleil, un peu moins massives.

Nous ne connaissons pas le processus de formation des étoiles massives, celles qui ont, disons, plus de 20 fois la masse du Soleil. On ne sait pas encore si elles se forment à la suite de l’effondrement monolithique d’un très gros nuage ou si, au contraire, elles deviennent grandes à la suite de l’ajout d’étoiles plus petites. Les détections d’ondes gravitationnelles ou les découvertes comme le trou noir 33 fois la masse du Soleil récemment découvert par GAIA montrent que nous ne connaissons toujours pas tous les détails.

Ce qui est fascinant, c’est que la naissance des plus grandes étoiles est liée à celle des plus petites étoiles et à la même formation d’étoiles dans toute une galaxie. Les étoiles massives, par leurs vents et leurs explosions de supernova, injectent d’énormes quantités d’énergie dans le milieu interstellaire, réduisant ainsi le taux de formation d’autres étoiles. Sans étoiles massives, notre Voie lactée épuiserait son gaz dans une énorme et brève explosion de formation, mais grâce à elles, elle a continué à former lentement des étoiles pendant des milliards d’années.

Pour les étoiles comme le Soleil, nous connaissons bien la procédure en termes généraux, il est plus facile de voir avec des télescopes. Nous savons que les nuages ​​d’une certaine taille, environ 3 à 30 années-lumière, se transforment en fragments d’une taille environ 10 000 fois supérieure à la distance entre la Terre et le Soleil. Cela se produit dans des environnements très froids, peut-être avec des turbulences, et des vortex là où se trouve la matière. concentrés, des lieux qui deviennent de plus en plus denses. C’est là que tombe la masse. Il n’y en a pas qu’un, il y en a plusieurs, et à mesure que le matériau qui vient de loin s’approche du centre, du point d’effondrement ou du bord où il appuie, il est associé à une certaine vitesse de rotation qui augmente à mesure que l’on s’en rapproche. au centre. C’est précisément cette conservation du moment cinétique qui donne lieu à la formation d’un disque qui remplit deux fonctions : d’une part, il alimente l’étoile en matière pour qu’elle puisse continuer à croître et d’autre part, c’est cette même structure associée à la formation de l’étoile elle-même qui permet aux planètes de se former.

Qu’est-ce qui fait allumer l’étincelle ? La condition pour qu’on les considère comme telles et qu’on les appelle étoiles est qu’à un instant donné elles soient capables de déclencher en leur sein des réactions de fusion nucléaire. C’est alors que la protoétoile devient une étoile. Certaines échouent, il est vrai, les toutes petites qui ne sont ni une chose ni l’autre, ni une étoile ni une planète : les naines brunes.

Avec le temps et la gravité, les étoiles exploseront sous forme de supernovas, s’effondreront sous forme d’étoiles à neutrons, de naines blanches et même de trous noirs. Mais avant cela, et aussi incroyable que cela puisse paraître, pour former les structures les plus chaudes, l’univers a simplement besoin de froid. Et il fait froid dehors, il y a tout le monde qu’on veut.

Vide cosmique C’est une section dans laquelle nos connaissances sur l’univers sont présentées de manière qualitative et quantitative. Il vise à expliquer l’importance de comprendre le cosmos non seulement d’un point de vue scientifique, mais aussi d’un point de vue philosophique, social et économique. Le nom « vide cosmique » fait référence au fait que l’univers est et est en grande partie vide, avec moins d’un atome par mètre cube, alors que dans notre environnement, paradoxalement, il y a des quintillions d’atomes par mètre cube. cubique, qui nous invite à réfléchir sur notre existence et la présence de la vie dans l’univers. La section est composée Pablo G. Pérez Gonzálezchercheur au Centre d’Astrobiologie, et Eva Villaverdirecteur du Bureau Espace et Société de l’Agence Spatiale Espagnole et professeur chercheur à l’Institut d’Astrophysique des Îles Canaries.

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