Chauffage Compressionnel de l'Environnement des Disques ...

34 Un plasma d’hélium chaud
Le fait est qu’il n’y a aucune mesure directe de la présence des protons et des ions d’hélium,
ni de leur abondance relative. Un plasma à 8 keV est en effet si chaud que les atomes d’hydrogène
et d’hélium sont complètement ionisés. Iil ne peut donc pas y avoir de transition
électronique de ces éléments, c’est-à-dire de raies.
Le spectre révèle certes un continuum de Bremstrahlung dont l’intensité est différente
selon que le plasma qui l’émet est un plasma d’hélium ou un plasma d’hydrogène, mais la
mesure seule de l’intensité ne permet pas de discriminer les deux. De fait, les méthodes clastel-00011431,
version 1 - 20 Jan 2006
Alfvénique créée dans le disque se propage verticalement, sort du disque et quitte la région
centrale. Elle ne peut donc pas interagir à nouveau et entretenir la turbulence. Dans ce cas,
il faut donc absolument trouver une source locale de turbulence à toutes les échelles qui nous
intéressent.
La turbulence à grande échelle semble exclue. Elle serait très difficile à réconcilier avec
l’apparente rigidité des filaments non-thermiques. Il semble au contraire, que les mouvements
turbulents dans le disque n’arrivent pas à tordre les lignes de champ et à générer de la turbulence
à grande échelle. En particulier, nous verrons dans le chapitre suivant que l’interaction
des nuages moléculaires avec le champ magnétique ne peut pas déformer notablement le
champ ambiant.
La turbulence à plus petite échelle est plus difficile à diagnostiquer. Le fait est que l’on
ne connaît pas de source de turbulence omniprésente à petite échelle non plus. On pourrait
penser par exemple que la fuite des protons au travers d’un plasma d’ions d’hélium pourrait,
comme le font les rayons cosmiques, générer elle-même la turbulence qui ensuite les
ralentirait. Cependant, les ordres de grandeur sont très différents de ceux mis en jeu dans
les processus d’accélération des rayons cosmiques. D’une part, les protons s’échappent approximativement
avec leur vitesse thermique. Ils sont donc très lents et peu énergétiques.
D’autre part, cette faible énergie individuelle n’est pas compensée par un fort nombre. Si une
source commune crée le plasma à 8 keV, à partir des nuages moléculaires par exemple, en
l’alimentant en continu en protons et en ions d’hélium, les protons s’échappant et les héliums
restants, l’abondance relatives des protons doit rester très faible. Ils ont donc peu de chance
de pouvoir créer une quelconque turbulence. Si par exemple, le processus de génération de
cette turbulence est un effet de type Landau, alors, les protons en fuite génèrent des ondes
avec une vitesse de phase comparable à leur la vitesse d’échappement, c’est-à-dire leur vitesse
thermique. Comme la vitesse thermique des ions d’hélium est moins de deux fois plus faible
que celle des hydrogènes, cette vitesse reste dans le gros de la fonction de distribution des
ions d’hélium ce qui permet une interaction significative avec eux par le même mécanisme.
Comme ils sont beaucoup plus nombreux que les protons dans l’hypothèse où ces derniers
s’échappent, cette interaction stabilise a priori beaucoup plus le milieu que le flot de protons
ne peut le déstabiliser.
Au bilan, il semble donc peu probable qu’une turbulence à grande ou à petite échelle
puisse retenir suffisamment les protons pour soit les confiner, soit leur permettre d’interagir
efficacement avec les ions d’hélium au point de les entraîner. Il doit donc bien rester un plasma
d’hélium au centre Galactique, qui ne s’échappe pas.
2.4 Quelles implications
Cette idée d’un plasma d’hélium est surprenante, et l’on peut légitimement se demander
si elle est réaliste vis-à-vis des implications qu’elle entraîne sur les observations de la région
du centre Galactique.
2.4.1 Abondances et densité