Rapport quadriennal 2002 - Laboratoire d'Astrophysique de l ...

Chapitre A
Présentation générale
3.3 Eléments de bilan et de prospective par thème scientifique
Comme indiqué en début de section 3, cette section est organisée par thème, et non par équipe comme la
précédente.
3.3.1 Formation et évolution des étoiles et des planètes
Bilan
Le LAOG couvre de nombreux aspects de cette thématique: étude du milieu où les étoiles prennent
naissance, caractérisation des processus d’effondrement et de fragmentation, interactions étoiles
jeunes/disques/jets/milieu ambiant, étude des disques planétaires etc. Les points forts du bilan et de la
prospective des équipes impliquées sur ces sujets sont brièvement résumés ici. La période écoulée a été
caractérisée par le passage de la faisabilité de détection à celui d’observations effectives d’objets, et à la
création de débuts d’échantillons statistiques pour certains d’entre eux.
La compréhension des « milieux protostellaires » a sensiblement progressé sur deux fronts. D’une part,
l’équipe « Amol » a réalisé des avancées significatives, en mettant au point ou en améliorant diverses
méthodes de calculs de chimie moléculaire ab initio pour les processus de basse énergie, avec en particulier
des applications à la chimie radicalaire. D’autre part, l’équipe « MIS » a mis en évidence que les protoétoiles
de faible masse ont un cœur chaud comme leurs contreparties plus massives, et identifié des protoétoiles
massives parmi les plus jeunes observées à ce jour, dans une région moléculaire proche d’une région
HII (la Trifide) ; les résultats de ce travail sont en accord avec le modèle de formation stellaire induite pour
ces objets massifs.
Des contraintes importantes sur le processus d’effondrement et de fragmentation sont obtenues par la
détermination de la fonction de masse et de la multiplicité des objets stellaires ou sub-stellaires. Dans cette
optique, des naines brunes ont été découvertes dans les régions de formation stellaire (Taureau, Serpens),
fournissant une base de données unique en son genre, et la fonction de masse des objets substellaires a été
déterminée dans plusieurs amas ouverts (équipe « EJDJ »). Pour les étoiles du champ (équipe « OTFM »)
des échantillons de naines ont été réalisés dans le champ par le relevé DENIS, contribuant à la définition d'une
nouvelle classe spectrale (L), et des systèmes multiples incorporant au moins une naine M ont été trouvés,
contribuant à la détermination de la statistique de multiplicité de ces objets, et leur relation masse-luminosité
établie. L’équipe « EJDJ » a également mis en évidence le rôle des conditions initiales dans la formation de
systèmes multiples, et de l’environnement dans leur évolution ultérieure.
De nouveaux disques résolus par des techniques HRA ont été découverts, et la première mesure résolue
angulairement en interférométrie de la région interne (< 2 UA) de disque effectuée (« EJDJ »). Des disques
photo-évaporés ont été observés autour d’étoiles jeunes (« MIS »). Par ailleurs, il a été mis en évidence que
l’ensemble des disques d’étoiles jeunes se dissipent très rapidement, et pas seulement leurs régions internes,
ce qui apporte de sérieuses contraintes aux modèles de formation planétaire (« EJDJ », « DPP ») ; un disque
en cours de dissipation a directement été observé (« DPP »). Par ailleurs, les flots bipolaires semblent
capables de disperser le nuage d’origine, par creusement de cavité (« MIS »). L’observation radio donne
aussi accès à des propriétés locales des disques telles que la rotation différentielle ou la structure thermique
verticale (« DPP »).
Les travaux de modélisation de l'équipe « EJDJ » ont permis de mettre en défaut le modèle standard des
disques d’accrétion dans au moins deux cas de figure.
Par ailleurs un pas important a été accompli dans la connexion entre observations et théorie en montrant que
les caractéristiques de collimation, taille transverse, et d’excitation des raies des jets stellaires sont
compatibles avec les modèles MHD d’accrétion-éjection (« EJDJ », « SHERPAS »).
En ce qui concerne la physique des étoiles jeunes elles-mêmes, des grilles de modèles évolutifs ont été
réalisées à partir du code développé au LAOG dans lequel une meilleure équation d’état ainsi qu’un
traitement couplé du transport et de la structure ont été incorporés. Ces grilles concernent des étoiles de 0.1 à
7 masses solaires et de différentes métallicités, et permettent une interprétation directe des observations.
Elles sont disponibles via un programme interactif sur le site web du LAOG, et très consultées par la
communauté (« ES »).
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