La naissance des étoilesLa naissance des étoiles

Questions

Echelles de masses? Echelles de tailles? Echelles de temps?

Effondrement dEffondrement d ʼ̓un nuageun nuageinterstellaireinterstellaire

!

Ecin"3

2kT #

M

µ

!

Epot " #3

5$GM

2

R

Critère de Jeans

système en effondrement (i.e. lié) si:

!

Ecin + Epot " 0 soit…

!

M " MJ~ 3.7

kT

Gµ

#

$ %

&

' (

3 / 2

)1

*

critère de Jeans:

AN:

!

MJ~ 6 "10

4 T3 / 2

n

MSoleil

en masse:

Valeurs typiques:

!

T ~ 20 "100K

n ~ 10 "106m"3

# $ % & MJ ~ qqs 10

3MSoleil

⇒ les étoiles naissent en groupe

NB. Problème de hièrarchie dans la fragmentation ⇒ notionde IMF (Initial Mass Function).

NBʼ. critère de Jeans en rayon: effonderment pour R ≥ RJ, où:

!

RJ ~ 9 "103 T

1/ 2

n3 / 2

pc

10102

104

103

105

106

T= 100 K

T= 10 K

MJeans/M

1010104 105 106 107 108 109 Densité(atomes m-3)

0.11

102

10

103

104

T= 100 KT= 10 K

RJeans (pc) 1010104 105 106 107 108 109 Densité(atomes m-3)

Temps de chute libre:

où:

Temps de chute libre

Combien met le nuage pour sʼeffondrer?

En lʼabsence de barrière (au début…):

!

g = "GM

r2

!

1

2g tcl

2

~ r

!

g ~ G"r

!

tcl~0.3

G"

r

M

104 105 106 107 108 109

105

106

108

107

109

1010

Temps de chute libre(années)

Densité(atomes m-3)

NB. temps courts vs. âge Galaxie!

!

Epot ~ "3

5#GM

2

R

Erot ~1

2# I$ 2

%

& ' '

( ' '

!

H = I" = cste

I ~ MR2

# $ %

!

R "H2

GM3

Barrière rotationnelle

!

"Epot #$

1

R

Erot #+1

R2

%

& '

( '

où:

(H: moment cinétique, I: moment dʼinertie)

disque rotationnellement instable si Epot + Erot ≥ 0, soit:

E= Epot + Erot

R

AN:

M0 ~ 1M

R0 ~ 0.1 AL

T0 ~ 3x107 années

⇒ R < 2 UA

rotation attendue du Soleil: 10 mn!

~300 UA

~0.2M