Étudier le filament G11.11-0.12 : Infos sur la formation des étoiles

Les astronomes s'intéressent beaucoup à la façon dont les étoiles se forment. Une partie clé de ce processus se déroule dans de longues structures fines appelées filaments. Ces filaments sont faits de gaz et de Poussière dans l'espace et peuvent servir de berceau pour les étoiles. Dans cet article, on va se concentrer sur un filament spécifique connu sous le nom de G11.11-0.12.

G11.11-0.12 est un objectif intéressant parce qu'il semble être dans une phase précoce de formation stellaire. L'étude de ce filament va nous aider à en apprendre plus sur les conditions nécessaires à la formation des étoiles et le rôle que jouent différentes forces, comme la Gravité et les champs magnétiques, dans ce processus.

#L'importance des champs magnétiques et de la poussière

Les filaments comme G11.11-0.12 n'existent pas dans l'espace vide ; ils sont remplis de gaz et de poussière. Un aspect crucial de ces filaments est la présence de champs magnétiques. Ces champs peuvent influencer la façon dont le gaz et la poussière à l'intérieur du filament se comportent. Par exemple, ils peuvent aider à organiser le flux de matière, rendant les choses plus cohérentes. Cette organisation est essentielle car elle permet aux filaments de rester ensemble plus longtemps, donnant ainsi aux étoiles une chance de se former.

Les grains de poussière dans ces filaments ne sont pas juste passifs ; ils interagissent aussi avec les champs magnétiques. Quand les grains de poussière s'alignent avec ces champs, ils peuvent affecter la lumière que l'on observe. La poussière peut devenir polarisée, ce qui veut dire que les ondes lumineuses vibrent dans une direction au lieu de toutes les directions. Cette Polarisation peut révéler des informations précieuses sur les champs magnétiques et les propriétés de la poussière dans les filaments.

#Observation de G11.11-0.12

On a utilisé des données recueillies par un instrument spécial sur un avion appelé SOFIA, qui signifie Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge. Cet instrument peut détecter la lumière infrarouge, ce qui est utile pour étudier des objets froids dans l'espace, comme les nuages de poussière. Les observations ont été faites à une longueur d'onde de 214 micromètres.

Notre objectif principal était de mesurer la lumière polarisée émise par la poussière dans G11.11-0.12. En faisant cela, on peut obtenir des informations sur les champs magnétiques présents dans le filament et comment ils interagissent avec les grains de poussière.

#La structure et la taille de G11.11-0.12

G11.11-0.12 est situé à environ 3,6 kiloparsecs de nous, ce qui équivaut à environ 11 700 années-lumière. Le filament fait environ 1,0 parsec de large (environ 3,3 années-lumière) et a une longueur d'environ 2,5 parsecs (environ 8,2 années-lumière). Cela en fait une structure significative dans notre galaxie.

Le filament est composé de beaucoup de gaz froid et dense, qui est essentiel pour la formation d'étoiles. À l'intérieur de G11.11-0.12, on trouve des zones compactes appelées noyaux, où la matière s'accumule et où des étoiles sont susceptibles de se former.

#Propriétés de la poussière et alignement

Dans l'étude de G11.11-0.12, on prête une attention particulière aux grains de poussière. Ces grains ne sont pas uniformes ; ils viennent dans différentes formes et tailles. Leur alignement avec les champs magnétiques dans le filament peut révéler des informations importantes sur leurs propriétés.

Quand on a examiné la polarisation de la lumière provenant de la poussière, on a observé que le degré de polarisation change avec l'intensité de la lumière émise. Cela signifie qu'à mesure que la lumière devient plus intense, le degré de polarisation diminue. Cet effet est connu sous le nom de dépolarisation et se produit généralement dans des zones de plus forte densité, où les grains peuvent ne pas s'aligner aussi bien avec les lignes de Champ Magnétique.

#Le rôle des champs magnétiques dans G11.11-0.12

D'après nos observations, on a trouvé que les champs magnétiques dans le filament G11.11-0.12 tendent à être perpendiculaires à sa colonne vertébrale, ce qui est une découverte importante. La colonne vertébrale est l'axe central du filament où la plupart des matériaux sont concentrés.

La force de ces champs magnétiques varie dans le filament. Dans les régions centrales, les champs magnétiques peuvent être relativement forts, tandis qu'ils ont tendance à s'affaiblir en s'éloignant. En mesurant la force des champs magnétiques, on peut mieux comprendre comment ils influencent la formation et l'évolution du filament.

#Turbulence et gravité : forces en compétition

En plus des champs magnétiques, deux autres forces sont cruciales dans le processus de formation des étoiles : la gravité et la turbulence. La gravité attire la matière ensemble, permettant aux étoiles de se former, tandis que la turbulence peut mélanger les gaz et les empêcher de s'effondrer en étoiles.

En examinant le rapport masse-flux, on peut évaluer l'équilibre entre la gravité et les champs magnétiques. Dans G11.11-0.12, on a trouvé que la région centrale est subcritique, ce qui signifie que la gravité n'est pas encore suffisamment forte pour forcer le gaz et la poussière à s'effondrer en étoiles. Au lieu de cela, les champs magnétiques jouent un rôle dominant sur les mouvements turbulents. Cela suggère que le filament est toujours dans les premières étapes de formation des étoiles.

#Chauffage de la poussière et couples radiatifs

Les grains de poussière sont également affectés par le chauffage des étoiles voisines et le champ de radiation interstellaire. Dans G11.11-0.12, la majorité du chauffage de la poussière provient des champs de radiation environnants, plutôt que des étoiles brillantes à l'intérieur du filament.

Quand les grains de poussière sont exposés à la radiation, ils peuvent commencer à tourner, un processus connu sous le nom de mécanisme d'alignement par couple radiatif (RAT). L'efficacité de cet alignement est essentielle pour comprendre comment les grains peuvent s'aligner avec les champs magnétiques présents dans le filament.

En étudiant la relation entre la fraction de polarisation et l'intensité, on peut déduire à quel point les grains de poussière sont bien alignés. Un meilleur alignement signifie souvent que la poussière peut émettre plus de lumière polarisée, fournissant une image plus claire des champs magnétiques dans G11.11-0.12.

#Conclusions et implications

De nos analyses, on a conclu plusieurs résultats clés sur G11.11-0.12 :

1. Orientation des champs B : Les champs magnétiques dans G11.11-0.12 sont principalement perpendiculaires à la colonne vertébrale du filament. Cet alignement suggère que les effets de la pression magnétique jouent un rôle important dans la structure du filament.

2. Force des champs B : Les forces des champs magnétiques varient, avec des valeurs plus élevées près de la colonne vertébrale du filament. Comprendre comment ces champs magnétiques varient va nous aider à évaluer leur impact sur la formation des étoiles.

3. Rapport masse-flux : Le filament semble être subcritique, ce qui indique que l'effondrement gravitationnel n'est pas actuellement en cours. C'est un facteur clé pour comprendre le potentiel du filament pour la formation d'étoiles.

4. Alignement des grains : La diminution de la fraction de polarisation, comme observé, indique que les grains de poussière ont du mal à s'aligner dans les régions plus denses. Cela a des implications sur la façon dont les champs magnétiques et la turbulence interagissent dans la formation des étoiles.

5. Croissance de la poussière : Nos observations suggèrent que les grains de poussière pourraient croître en taille à mesure qu'on se dirige vers le centre du filament. Des grains plus gros pourraient avoir des propriétés différentes par rapport aux plus petits et pourraient influencer l'efficacité de la formation des étoiles.

#Conclusion

L'étude de G11.11-0.12 offre des perspectives précieuses sur l'interaction complexe entre les champs magnétiques, la gravité et la turbulence dans les premières phases de formation des étoiles. En comprenant comment ces forces façonnent le filament, on peut en apprendre plus sur les processus qui mènent à la naissance des étoiles.

Nos résultats soulignent l'importance d'étudier la polarisation de la poussière et les champs magnétiques dans les filaments interstellaires. Ils ouvrent la voie à de futures recherches visant à comprendre pleinement les conditions requises pour la formation d'étoiles. L'étude de G11.11-0.12 est juste un exemple de la façon dont les astronomes continuent à percer les mystères de l'univers, un filament à la fois.