La compréhension détaillée de la formation des étoiles est un défi majeur de l’astrophysique moderne. Les étoiles de faible masse, comme notre Soleil, peuvent accueillir des planètes où la vie pourrait émerger, et les étoiles les plus massives régissent la physique et l’enrichissement chimique du milieu interstellaire (MIS).
Des observations récentes ont révélé la forte organisation du MIS en réseaux de filaments. Les filaments les plus denses sont maintenant identifiés comme les lieux de naissance des étoiles individuelles, tandis que les jonctions entre les filaments semblent être l’emplacement des amas stellaires et des étoiles de grandes masses.
Des études récentes montrent que les systèmes de filaments sont également présents dans le MIS des galaxies externes, avec des propriétés similaires à celles de notre Galaxie, ce qui suggère que les filaments sont importants pour la formation d’étoiles dans les galaxies en général.
-
Caractéristiques
Une fois formées, les étoiles massives vivent vite et meurent jeunes, typiquement en quelques millions d’années. Avec leurs luminosités extrêmes, leur flux ionisant abondant, leurs vents stellaires puissants et leur nucléosynthèse rapide d’éléments lourds, elles constituent un moteur et un diagnostic fondamental de la formation des étoiles dans les galaxies. Cependant, à ce jour, aucun consensus global n’a encore été atteint sur les détails de l’évolution et des propriétés des étoiles massives. Le régime des étoiles pauvres en métaux fait l’objet d’un intérêt particulièrement croissant afin de comprendre et d’extrapoler les propriétés physiques de ces étoiles à l’Univers jeune.
-
Détermination des propriétés et de l’évolution du MIS
La détermination des propriétés et de l’évolution du MIS est un autre des grands objectifs de l’astrophysique contemporaine. Pour ce faire, une approche puissante consiste à utiliser des étoiles brillantes, souvent des étoiles massives, comme sources d’arrière-plan pour éclairer une ligne de visée et ainsi sonder le contenu gazeux entre l’étoile et nous. Cela permet alors déterminer les abondances des éléments, la déplétion de la poussière, la cinématique, l’état d’ionisation, et la distribution spatiale du gaz dans ses différentes phases. Cet objectif est particulièrement important concernant le MIS dans le voisinage direct du Soleil puisque cela nous permet de connaître la structure, les conditions physiques et l’évolution de l’environnement entourant notre système solaire et des interactions entre les deux.
-
Milieu Interstellaire (MIS) et Formation Stellaire (FS)
L’activité Milieu Interstellaire (MIS) et Formation Stellaire (FS) se concentre sur l’étude Galactique et extragalactique proche des propriétés du MIS et de la FS. Ces études détaillées, à la fois théoriques et observationnelles, permettent de mieux comprendre les propriétés de ces éléments dans des galaxies plus lointaines dans lesquelles ils ne sont pas résolus. La création de ce « pont » en résolution dans l’étude des structures est très importante au sein du groupe GECO. Ces travaux permettent en particulier le lien vers les études des propriétés du Milieu Inter Galactique et des premières étoiles formées dans l’Univers ainsi que de l’étude de l’Histoire de la Formation Stellaire au cours du temps (évolution de la fonction de masse initiale, du Taux et de l’Efficacité de la Formation stellaire).
-
Perspectives d’étude
Les perspectives dans ce domaine d’étude sont nombreuses : des perspectives à la fois observationnelles avec l’avènement d’observatoires spatiaux dédiés : à court terme le JWST, à plus long terme LUVOIR ainsi que des projets en cours de discussion tels que le projet PRIMA. A noter le rôle leader d’un des membres du groupe dans ce projet scientifique.
Au sol le projet de très grande envergure SKA aura des implications très importantes dans ce domaine d’étude et les membres du groupe y sont impliqués.
Les étoiles massives formées étant des sources très énergétiques, l’étude de leur émission dans le domaine des rayons X, à travers, en particulier l’expérience ATHENA, aura également de grandes répercussions dans les années à venir. Là aussi les membres du groupe sont positionnés dans les groupes scientifiques dédiés.
Il faut également noter les perspectives théoriques associées à ces travaux : dans leurs projets, les membres du groupe veillent à combiner les approches théoriques aux approches observationnelles, de façon directe pour l’étude des propriétés des étoiles massives ou en s’associant avec des groupes nationaux/internationaux experts de ces domaines (Université de Cologne pour la formation/la rétroaction des étoiles massives) et Edward Jenkins (Université de Princeton) pour le Milieu Interstellaire.
