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

Chapitre B
Thèmes: Bilan et prospective
5.8.2 Binaires
(participant du réseau européen) et de celui de S. Bontemps à Bordeaux pour étendre l’étude des objets
substellaires aux phases protostellaires enfouies. À échéance de quelques années, nous espérons ainsi
construire de robustes échantillons de naines brunes jeunes dont l’étude détaillée fournira les clés du
processus de leur formation, actuellement très débattu, et une compréhension en profondeur de leur évolution
physique et dynamique au sein des amas.
5.8.3 Disques
Jusqu’ici largement fondée sur une approche observationelle, l’étude de la formation et de l’évolution des
systèmes multiples sera développée dans les années à venir par une approche plus théorique en collaboration
avec P. Kroupa, invité pour un séjour de 2 mois au sein de notre équipe en 2002. Les modèles N-corps
d’évolution dynamique d’amas protostellaires que P. Kroupa développe depuis quelques années avec le code
de Cambridge permettent une confrontation directe entre résultats d’observation et prédictions théoriques
concernant le taux de multiplicité des protoétoiles et son évolution. Cette confrontation permettra de valider
ou, plus probablement, de faire évoluer les scénarios actuels de formation stellaire.
Les collaborations mises en place au sein du réseau européen auquel nous participons vont également nous
permettre d’aborder les aspects théoriques de l’accrétion dans les systèmes binaires. D’une part, la
modélisation numérique SPH développée par I. Bonnell (Univ. St. Andrews) pour décrire la dynamique du
flot d’accrétion dans les systèmes binaires sera confrontée à des résultats d’observation toujours plus précis.
D’autre part, les modèles semi-analytiques de stabilisation dynamique du disque circumstellaire sous l’effet
de marée du compagnon, développés par C. Clarke (IoA Cambridge), pourront être réanalysés à la lumière
de nos résultats. En quelques années, la confrontation entre de nouvelles observations et ces différents types
de modèles devrait permettre de mieux comprendre l’effet (destructeur ou stabilisateur) des compagnons sur
l’évolution des disques circumstellaires, une question importante puisque la grande majorité des étoiles
appartiennent à des systèmes multiples
Enfin, en collaboration avec H. Zinnecker et M. McCaughrean (Potsdam), nous avons proposé un
programme d’observation de binaires jeunes à courte période orbitale (quelques semaines à quelques mois)
sur AMBER/VLTI. D’ici 2 à 3 ans, ce projet fournira une mesure de la masse dynamique des composantes de
plusieurs systèmes jeunes, via la détermination de leurs orbites visuelle et spectroscopique. Cette mesure de
masse d’une précision inégalée (quelques pour-cents) permettra d’étalonner les modèles d’évolution stellaire
pour les objets pré-séquence principale. Cette proposition de programme a été soumise au Science Advisory
Committee de AMBER/VLTI en préparation de l’appel d’offre attendu pour 2002.
La mise en service prochaine de NAOS, l’optique adaptative du VLT, des grands interféromètres infrarouges
(VLTI, OHANA), de la 6ème antenne du Plateau de Bure et, plus tard, ALMA, HERSCHEL, et le NGST seront des
outils de choix pour approfondir et améliorer grâce à une meilleure résolution spatiale et une couverture
multi-longueurs d’onde l’étude de la structure et des propriétés physiques des disques autour des étoiles
jeunes. En particulier, NAOS sera disponible dès 2002, AMBER et MIDI dès 2003 sur le VLTI et notre
implication dans le développement de NAOS et AMBER nous assure un retour scientifique important. En
réponse à l’appel d’offre du Groupe Scientifique d’AMBER, nous avons soumis plusieurs programmes
d’observation visant à sonder les régions internes des disques d’accrétion d’étoiles T Tauri et la source des
jets collimatés.
Notre participation à l’un des programmes centraux de SIRTF (lancement en 2002) qui offre une résolution
spatiale moindre mais une bien meilleure sensibilité, sera un complément précieux pour la recherche de
nouveaux disques. D’autres outils actuellement disponibles nous permettent déjà d’étendre l’étude des
disques aux objets jeunes de très faible masse, notamment aux naines brunes, avec d’une part un programme
accepte d’observations millimétriques (PdB IRAM) des premières naines brunes jeunes découvertes dans le
nuage du Taureau et d’autre part la cartographie complète de plusieurs nuages moléculaires dans le cadre
d’un programme clé accepté ce semestre au CFHT. En outre, l’observation polarimétrique de larges
échantillons d’étoiles jeunes avec FORS/VLT permettra de contraindre la fréquence des disques et leur
orientation, un élément important pour comprendre leur formation (e.g. rôle du champ magnétique ambiant
durant l’effondrement gravitationnel).
89