La naissance des étoiles Questions: - Echelles de masses? - Echelles de tailles? - Echelles de temps? Effondrement d’un nuage interstellaire Critère de Jeans 3 M E cin ≈ kT × 2 µ 2 3 GM E pot ≈ − × 5 R système en effondrement (i.e. lié) si: E cin + E pot ≤ 0 soit… Critère de Jeans en masse kT M ≥ M J ≈ 3.7 Gµ AN: M J ~ 6 ×10 4 T 3 2 1 ρ 3/2 MSoleil n Valeurs typiques: T ~ 20 −100K 3 ~ qqs 10 M Soleil ⇒ M J 6 −3 n ~ 10 −10 m ⇒ les étoiles naissent en groupe NB. Hièrarchie dans la fragmentation ⇒ notion de IMF (Initial Mass Function). NB’. Critère de Jeans en rayon: effondrement pour R ≥ RJ, où: RJ ~ 9 ×10 3 T n 1/ 2 3/2 pc 106 MJeans/M 105 104 103 102 10 104 RJeans (pc) T= 100 K T= 10 K 104 105 106 107 108 109 1010 103 102 10 1 T= 100 K T= 10 K 0.1 104 105 106 107 108 109 1010 Densité (atomes m-3) Densité (atomes m-3) Temps de chute libre Combien de temps met le nuage pour s’effondrer? En l’absence de barrière (au début…): r M GM g=− 2 r 1 2 g t cl ~ r Temps de chute libre: 2 où: g ~ G ρr t cl ~ 0.3 Gρ Temps de chute libre (années) 1010 109 NB. temps courts vs. âge Galaxie! 108 107 106 105 104 105 106 107 108 109 Densité (atomes m-3) Barrière rotationnelle 3 GM 2 H = Iω = cste E ~ − ⋅ pot où: 5 R 2 I ~ MR E ~ 1 ⋅ Iω 2 rot 2 (H: moment cinétique, I: moment d’inertie) 1 E pot ∝ − R ⇒ E ∝ + 1 rot R2 E= Epot + Erot Disque rotationnellement instable si Epot + Erot ≥ 0, soit: R 2 H R≤ GM 3 AN: M0 ~ 1M R0 ~ 0.1 AL ⇒ R < 2 UA T0 ~ 3x107 années Rotation attendue du Soleil: 10 mn! ⇒Moment cinétique évacué mécaniquement: Une partie de la matière est éjectée en emportant beaucoup de moment cinétique. ~300 UA ~0.2M