Description du projet
Faire la lumière sur l’énigmatique tourbillon de poussière et de gaz à partir duquel se forment les planètes
Les étoiles naissantes tournant sur elles-mêmes, nuages de gaz et de poussière aplatis en forme de disque (disques circumstellaires), seraient à l’origine des systèmes planétaires. Les télescopes modernes ont observé des croissants, des spirales et des vents au sein de ces disques, ce qui suggère que les choses y sont relativement non linéaires. Cependant, des indices récents suggèrent qu’ils peuvent en réalité présenter de très faibles turbulences dues à la faible fraction de particules chargées et donc à un mauvais couplage au champ magnétique. Notre compréhension actuelle repose sur une modélisation grossière des forces magnéto-hydrodynamiques hypothétiques (liées aux propriétés magnétiques du gaz ionisé) qui guident la formation et l’évolution de ces disques. Le projet MHDiscs, financé par l’UE, développe des modèles avancés intégrant des principes d’auto-organisation et des vents magnétothermiques comme moteurs supplémentaires de l’évolution des disques circumstellaires afin d’améliorer notre compréhension de la formation des planètes.
Objectif
Circumstellar discs are the birthplaces of planets. They form around young protostars and dissipate in a few million years. Modern submillimeter and optical telescopes such as ALMA and VLT/SPHERE are now able
to resolve thin structures in the bulk of these objects, such as rings, crescents, spirals and winds, probing the very origin of planetary systems similar to our own. Our current understanding of these discs relies on a very crude modelling of a hypothetic magneto-hydrodynamic (MHD) turbulence thought to play an essential role in the evolution and structure of these systems. However, there is now compelling theoretical and observational evidence that these discs are weakly turbulent, if not laminar, because of their low ionisation fraction and thus poor coupling to the magnetic field. This suggests that subtle MHD processes are driving the dynamics of these objects.
Moreover, my recent theoretical breakthroughs demonstrate that these gaseous discs are subject to self-organisation and magneto-thermal winds. These processes play a key role for the disc as they can control its radial structure and evolution. I propose that computing global non-ideal MHD models from massively parallel numerical simulations will shed a new light on these processes, connecting the long-term evolution of these discs to the formation of large scale structures seen by ALMA and SPHERE. We expect MHDiscs to provide reliable global evolution models by coupling gas dynamics to dust and irradiation. These models will be used to predict discriminant observables of the processes I propose, setting the stage for a deeper understanding of the formation of planetary systems.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
75794 Paris
France