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TENDANCES SCIENTIFIQUES: Voici à quoi ressemble la naissance d’une étoile

Des scientifiques ont créé la simulation la plus réaliste au monde de la naissance d’une étoile.

Recherche fondamentale

Lorsque vous contemplez le cosmos, vous demandez-vous parfois à quoi ressemble la naissance d’une étoile? Pour chaque étoile qui meurt, de nouvelles étoiles naissent. La façon dont elles se forment est aussi captivante que les étoiles elles-mêmes. La naissance d’une étoile se déroule sur des millions d’années. Comme expliqué un communiqué publié dans la revue «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society», des chercheurs ont utilisé un outil appelé STAR FORmation in Gaseous Environments (STARFORGE) pour simuler en un peu plus d’une minute la façon dont d’énormes nuages de matière dans l’espace finissent par former des étoiles.

Une simulation informatique de pointe — un lieu où naissent des étoiles

La plupart des étoiles naissent au sein de grands nuages de gaz et de poussière appelés nébuleuses. STARFORGE représente fidèlement ce qui se passe réellement au sein de ces immenses nuages de gaz de l’espace qui donnent à terme naissance à des étoiles et des planètes. Une nouvelle vidéo montre la première simulation numérique de la formation d’une étoile. Couvrant plusieurs millions d’années en moins de 90 secondes, elle est considérée comme le modèle le plus réaliste à ce jour. «Des scientifiques simulent la formation d’étoiles depuis quelques décennies maintenant, mais STARFORGE constitue une formidable avancée technologique», a commenté l’auteur principal et astrophysicien théorique Michael Grudić de l’université Northwestern aux États-Unis dans un communiqué de presse. «D’autres modèles n’ont pu simuler qu’une minuscule parcelle du nuage où se forment les étoiles — pas l’ensemble du nuage en haute résolution. Sans voir la situation dans son ensemble, nous passons à côté de nombreux facteurs susceptibles d’influencer le devenir de l’étoile.» Pour créer STARFORGE, les chercheurs ont pris en compte plusieurs éléments physiques, tels que la température, la gravité, les champs magnétiques et la dynamique des gaz. Pendant plus de trois mois, ils ont effectué des simulations sur Frontera, l’un des plus grands et plus puissants superordinateurs du monde. Lorsqu’elle se forme, une étoile libère des jets de gaz le long de ses pôles. Cela lui permet de ne pas devenir trop volumineuse. D’après les résultats de l’étude, les jets propulsés par les nouvelles étoiles contribuent à contrôler la quantité de matière qu’elles accumulent. Dans les simulations sans jets, la masse des étoiles normales était d’environ dix fois celle du Soleil, soit beaucoup plus que la masse réaliste d’une étoile moyenne. Dans les simulations avec jets, les masses des étoiles étaient inférieures à la moitié de celle du Soleil — une taille beaucoup plus normale. «Les jets interrompent l’afflux de gaz vers l’étoile», explique Michael Grudić. «Ils soufflent essentiellement les gaz qui se seraient retrouvés dans l’étoile et auraient augmenté sa masse. Les scientifiques ont soupçonné que ce phénomène pouvait se produire, mais, en simulant l’ensemble du système, nous disposons d’une solide compréhension de son fonctionnement.»

Réponses à des questions clés sur l’univers

Une meilleure compréhension des étoiles nous permettra d’en apprendre davantage sur l’univers et sur notre place dans celui-ci, a souligné Michael Grudić. «Si nous pouvons comprendre la formation des étoiles, nous pourrons alors comprendre la formation des galaxies. Et en comprenant la formation des galaxies, nous pourrons mieux comprendre de quoi est constitué l’univers. Comprendre d’où nous venons et comment nous nous situons dans l’univers repose finalement sur notre compréhension de l’origine des étoiles.» «La façon dont les étoiles se forment est une question fondamentale en astrophysique», a déclaré Claude-André Faucher-Giguère, auteur principal et astrophysicien du Northwestern. «Il s’agit d’une question très complexe à étudier en raison de la diversité des processus physiques en jeu. Cette nouvelle simulation nous aidera à aborder directement des questions fondamentales auxquelles nous ne pouvions pas répondre de manière catégorique auparavant.»

Mots‑clés

étoile, STARFORGE, formation d’étoiles, gaz, simulation, jet, univers, espace, nuage