Révolution en astrophysique : Nouveau modèle pour la formation des planètes !

Révolution en astrophysique : Nouveau modèle pour la formation des planètes !

Le 21 juillet 2025, une nouvelle expérience sera présentée, qui représente une avancée significative dans l’étude de la formation des planètes. Des scientifiques de l'Université de Greifswald ont développé un modèle de tornade d'eau qui simule les processus complexes des disques d'accrétion entourant les jeunes étoiles. Ces disques d'accrétion jouent un rôle crucial en astrophysique, transportant la matière vers les objets centraux et permettant la formation des planètes.

Dans les disques d'accrétion, constitués de gaz et de poussières en rotation, des particules microscopiques gravitent autour d'un objet central qui influence la zone environnante par sa gravité. Le gaz contenu dans ces disques contient des gaz atomiques et ionisés ainsi que de la poussière interstellaire. Au cours du processus, les objets centraux gagnent en masse à mesure qu’une partie du gaz atteint le centre du disque. Cependant, ces processus dynamiques sont difficiles à observer, ce qui pose un défi à la recherche en astronomie.

Le modèle de la tornade d'eau

Le modèle de tornade d'eau nouvellement développé sert de prototype pour reproduire les mouvements des disques d'accrétion formant des planètes. Les scientifiques travaillant avec Mario Flock, qui travaille à l'Institut Max Planck d'astronomie (MPIA), ont découvert qu'une simulation des conditions du champ gravitationnel peut être réalisée en installant expérimentalement deux cylindres de plexiglas de largeurs différentes. Cela provoque la rotation de l’eau, créant un entonnoir qui imite les propriétés d’un disque protoplanétaire.

Les premières expériences avec des sphères en polypropylène pour analyser le comportement de l'écoulement ont montré que bon nombre de ces sphères ne correspondaient pas à la première loi de Kepler, alors que d'autres lois étaient bien reproduites. Ces résultats sont prometteurs car ils pourraient permettre de mieux comprendre les propriétés physiques des disques d'accrétion.

Informations et défis supplémentaires

Les défis liés à la simulation des disques d’accrétion sont importants. Le diamètre de ces disques peut varier de quelques centaines d'unités astronomiques à des centaines de parsecs, et la matière peut dépasser la masse de l'objet central de 1 à 2 ordres de grandeur. De plus, la structure thermique de ces disques peut atteindre des millions de Kelvin, ce qui augmente encore la complexité des simulations.

Le profil de rayonnement des disques d'accrétion, responsable de leur luminosité, est composé du rayonnement de nombreux anneaux à différentes températures et va de l'infrarouge aux rayons X durs. Cela rend nécessaire de comparer les simulations avec des mesures réelles pour éviter d’éventuels artefacts informatiques.

Le modèle de tornade d’eau pourrait aider à atténuer certaines de ces difficultés et constitue une approche prometteuse pour étudier les processus dans les disques de formation des planètes. Les scientifiques espèrent procéder à des ajustements pour améliorer encore la précision, ce qui pourrait avoir des implications considérables pour l'astronomie.

Outre les chercheurs de l'Université de Greifswald, plusieurs scientifiques du MPIA sont également impliqués dans ce projet. Mario Flock, qui dirige un groupe de travail au MPIA, a reçu une bourse ERC Consolidator pour un projet d'étude des systèmes planétaires émergents, soulignant l'importance de cette recherche.

De plus amples détails sur les disques d'accrétion et leurs propriétés peuvent être trouvés dans les rapports complets de Cosmos indirect ainsi que dans les idées de Université de Greifswald.