Simulation de restes de supernova, formation d’étoiles dans un laboratoire terrestre

Les nuages ​​moléculaires sont des collections de gaz et de poussière dans l’espace. Lorsqu’ils sont laissés seuls, les nuages ​​restent dans leur état d’équilibre paisible.

Mais lorsqu’elles sont déclenchées par un agent externe, comme des restes de supernova, les ondes de choc peuvent se propager à travers le gaz et la poussière pour créer des poches de matière dense. À une certaine limite, ce gaz dense et cette poussière s’effondrent et commencent à former de nouvelles étoiles.

Les observations astronomiques n’ont pas une résolution spatiale suffisamment élevée pour observer ces processus, et les simulations numériques ne peuvent pas gérer la complexité de l’interaction entre les nuages ​​et les restes de supernova. Par conséquent, le déclenchement et la formation de nouvelles étoiles de cette manière restent pour la plupart entourés de mystère.

Dans Matière et rayonnement aux extrêmesdes chercheurs de l’Institut polytechnique de Paris, de l’Université libre de Berlin, de l’Institut commun des hautes températures de l’Académie des sciences de Russie, de l’Institut d’ingénierie physique de Moscou, de la Commission française des énergies alternatives et de l’énergie atomique, de l’Université d’Oxford et d’Osaka L’université a modélisé l’interaction entre les restes de supernova et les nuages ​​moléculaires à l’aide d’un laser haute puissance et d’une balle en mousse.

La boule de mousse représente une zone dense au sein d’un nuage moléculaire. Le laser haute puissance crée une onde de choc qui se propage à travers une chambre de gaz environnante et dans la balle, où l’équipe a observé la compression à l’aide d’images à rayons X.

« Nous regardons vraiment le début de l’interaction », a déclaré l’auteur Bruno Albertazzi. « De cette façon, vous pouvez voir si la densité moyenne de la mousse augmente et si vous commencerez à former des étoiles plus facilement. »

Les mécanismes de déclenchement de la formation des étoiles sont intéressants à plusieurs échelles. Ils peuvent avoir un impact sur le taux de formation d’étoiles et l’évolution d’une galaxie, aider à expliquer la formation des étoiles les plus massives et avoir des conséquences dans notre propre système solaire.

« Notre nuage moléculaire primitif, où le soleil s’est formé, a probablement été déclenché par des restes de supernova », a déclaré l’auteur Albertazzi. « Cette expérience ouvre une voie nouvelle et prometteuse pour l’astrophysique de laboratoire pour comprendre tous ces points majeurs. »

Tandis qu’une partie de la mousse se comprimait, une partie s’étirait également. Cela a changé la densité moyenne du matériau, donc à l’avenir, les auteurs devront tenir compte de la masse étirée pour vraiment mesurer le matériau comprimé et l’impact de l’onde de choc sur la formation des étoiles. Ils prévoient d’explorer l’influence du rayonnement, du champ magnétique et de la turbulence.

« Ce premier article visait vraiment à démontrer les possibilités de cette nouvelle plate-forme ouvrant un nouveau sujet qui pourrait être étudié à l’aide de lasers de haute puissance », a déclaré Albertazzi.