Formation des étoiles massives: le rôle sous-estimé du champ magnétique

Le champ magnétique est un élément essentiel de notre compréhension de la dynamique de milieu interstellaire et de la formation des étoiles. Ces dernières années, de grands progrès ont été effectués sur la modélisation des processus de couplage entre le champ magnétique et le mélange gaz-poussière pour la formation des étoiles de faible masse et des disques protoplanétaires. Cependant, la modélisation détaillée de l’évolution du champ magnétique a longtemps joué un rôle secondaire dans la théorie de la formation des étoiles massives. En effet, les proto-étoiles massives rayonnant fortement (cent mille à un million de fois la luminosité solaire), la description du rayonnement et de son impact sur la dynamique du gaz environnant en effondrement a plus souvent été intégrée aux études numériques que le champ magnétique.

Pour la première fois, une équipe d’astrophysiciens des laboratoires Astrophysique Instrumentation Modélisation (Université de Paris/CNRS/CEA) et du Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (Université de Lyon/CNRS/ENS de Lyon) a résolu numériquement les équations couplées de la magnéto-hydrodynamique non-idéale (i.e. couplage partiel entre champ magnétique et fluide) et du transfert de rayonnement en distinguant le rayonnement UV émis par la proto-étoile du rayonnement infrarouge émis par la poussière pour suivre l’effondrement d’un nuage de gaz et la formation d’une proto-étoile massive.

Se posait en particulier la question de l’origine magnétique ou radiative des éjections observées et des processus d’accrétion. Grâce à son étude, faisant l’objet de trois articles publiés dans Astronomy & Astrophysics, l’équipe a montré l’origine magnétique des éjections et un mode unique d’accrétion : l’accrétion par un disque, comme pour les étoiles de faible masse. Enfin, ces simulations ont permis de mettre en lumière les effets antagonistes de la turbulence et du champ magnétique sur la multiplicité du système formé : le champ magnétique favorise la formation d’un système disque-étoile isolé, tandis que la turbulence encourage la formation d'un système binaire par fragmentation dans le disque.

Plus d’informations dans:

Images tirées de Mignon-Risse et al. (2021, A&A, 652, A69).