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259 - L’IMPOSSIBLE EFFONDREMENT D’UN NUAGE INTERSTELLAIRE (suite)

Publié le 30 mai 2015 par Jeanjacques

Dans notre article précédent, nous mettions en cause le mythe qui structure l'astrophysique actuelle qui est celui d'une astrogenèse par effondrement d'un nuage interstellaire. Pour qu'un tel effondrement soit possible, il faut que la pression s'exerce également sur toutes les parties du nuage, et donc imaginer une sphère, ce que l'article ci-dessous décrit :

On considère un immense nuage d'hydrogène, comme il en existe beaucoup dans une galaxie spirale encore aujourd'hui.

Dans ce nuage, on va étudier une partie sphérique (sphérique par soucis de simplification), qui subit une légère perturbation extérieure. Une telle perturbation pourrait provenir de l'explosion d'une supernova à proximité du nuage. Toujours pour simplifier, on va supposer que la perturbation agit sur toute la surface de la sphère.

259 - L’IMPOSSIBLE EFFONDREMENT D’UN NUAGE INTERSTELLAIRE (suite)

Ces conditions paraissent fortes, mais les résultats que l'on en déduira seront tout de même représentatifs . De nombreux travaux ont été effectués dans ce domaine, avec des contraintes différentes, et les résultats convergent vers des valeurs du même ordre de grandeur.

COMMENTAIRES (1)

Le problème ici, c'est qu'un nuage est en mouvement, qu'il s'étend sur des centaines d'années-lumière et qu'il est soumis à des forces divergentes qui interdisent de : " supposer que la perturbation agit sur toute la surface de la sphère. " On remarquera que la valeur de masse n'est plus une condition première puisqu'il faut" imaginer " une perturbation de type explosion de supernova... mais pour les premières étoiles nées, il n'y avait pas de SN à proximité !

L'ARTICLE (2)

L'idée de base est que la matière qui commence à s'effondrer transforme l'énergie potentielle en énergie cinétique dans sa chute. Cette énergie cinétique produit un échauffement, donc une pression, qui contrecarre la chute. Il est donc naturel d'envisager un équilibre.

La partie du nuage extérieure à la sphère n'a aucune influence gravitationnelle sur elle, si nous lui supposons aussi la symétrie sphérique, condition raisonnable dans un nuage assez grand.

La surface de la sphère considérée est soumise à une pression P non nulle, puisqu'elle se trouve incluse dans un nuage de densité non nulle.

Enfin, elle est isotherme : la température à l'intérieur d'un tel nuage est la même partout ; elle est de l'ordre de 100 K dans les nuages d'hydrogène atomique, et de 10 K seulement dans les nuages moléculaires. De plus, la densité est si faible que, même après une assez forte contraction, le nuage restera suffisamment dilué pour être transparent, et laisser échapper l'énergie produite en son sein. Dans ces conditions, sa température n'augmentera pas, et la transformation se fera à température constante. On dit qu'elle est isotherme.

Soit R le rayon de la sphère considérée.

Un calcul assez simple montre que la pression P 0 à la surface de la sphère est de la forme :

Le premier terme représente la pression du gaz (qui pousse le gaz vers l'extérieur), le second l'autogravitation du nuage (qui l'attire vers le centre). a et b sont des constantes positives dépendant de la masse de la sphère et de sa température. Le premier terme est positif, le second négatif. Puisqu'ils font intervenir R à des puissances différentes, l'un varie plus vite que l'autre.

Pour un nuage normal, de température comprise entre 10 et 100 K, et de densité autour de 1.000 atomes par cm. Cette valeur est 3, on obtient une masse de Jeans de l'ordre de 10 beaucoup plus grande (1.000 fois au moins), que la masse d'une étoile. Donc l'effondrement d'un nuage de ce genre ne peut pas produire directement une étoile ! 5 M

COMMENTAIRES (2)

Il est dommage que notre auteur ne nous explique pas comment : " Un calcul assez simple montre que la pression P 0 à la surface de la sphère est de la forme :

Qui suppose que b augmente en R4 et que toujours la gravitation est supérieure à la résistance de la pression du gaz alors même que " la densité est si faible que, même après une assez forte contraction, le nuage restera suffisamment dilué pour être transparent, et laisser échapper l'énergie produite en son sein ".

L'ARTICLE (3)

Les nuages moléculaires géants sont capables de résister à la force de gravité qui devrait les faire s'effondrer sur eux-mêmes. Plusieurs processus interviennent pour assurer une relative stabilité. D'abord, les étoiles proches réchauffent le gaz des nuages, ce qui se traduit par une agitation des molécules donc par une force de pression interne qui peut résister à la gravité.

Ensuite, le nuage n'est pas immobile mais tourne sur lui-même. Les molécules de gaz sont de ce fait soumises à une force centrifuge qui les empêche de tomber vers le centre du nuage. Enfin, le champ magnétique interstellaire est également à l'origine d'une force contribuant à la stabilité.

Cette situation ne dure cependant pas éternellement car certains facteurs peuvent rompre l'équilibre et déclencher un effondrement gravitationnel. Une première possibilité est le passage du nuage dans une zone de haute densité de matière.

Une autre cause possible est l'explosion d'une supernova. Cet événement donne lieu à une formidable onde de choc qui compresse violemment les régions qu'elle traverse et peut donc provoquer l'effondrement gravitationnel d'un nuage moléculaire géant. C'est d'ailleurs ce scénario qui est retenu pour expliquer la formation du Soleil.

COMMENTAIRES (3)

En définitive et comme on le constate, il faut des conditions externes au nuage pour entamer le processus d'effondrement, les contraintes internes étant notoirement insuffisantes. L'astrophysique actuelle rencontre d'énormes difficultés à justifier son astrogenèse selon ce processus, mais cela importe peu, finalement. Nous sommes devant un phénomène d'aveuglement collectif où chacun est invité à " croire " cette explication possible puisqu'il n'existe pas d'autre alternative. Et pourtant... voir : http://lesnouveauxprincipes.fr/cosmophysique/2-la-naissance-des-etoiles


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