Masse d'un nuage stellaire ?

[DavianThule95]

Bonjour,

Une étoile nait d'un nuage stellaire, mais comment trouver la masse d'un nuage stellaire en fonction de la masse de l'étoile qu'il a par la suite formé ?
Une étoile représente-t-elle 1 % de la masse du nuage, plus ? Moins ? Combien de pourcent ?

Merci d'avance.
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[Anta.C]

Bonjour,

je n'ai pas la réponse qui ne doit pas être simple ...

mais il y a 2 news sur FS qui l'évoquent :
La galaxie qui fabrique mille soleils par an
vous pouvez en déduire une fourchette avec les éléments numériques du paragraphe "Une production maximale"

et
Courants froids

[DavianThule95]

Merci, je vais regarder.

[Carcharodon]

Etant donné qu'une étoile représente l'immense majorité de la masse d'un système "fini", et qu'il faut, pour "allumer" l'étoile une pression, donc une densité suffisante, j'imagine qu'une grande majorité du nuage proto-stellaire fini dans l'étoile avant que celle ci ne rayonne trop fortement pour commencer à créer un vent stellaire qui pourrait contrecarrer l’effondrement gravitationnel.
Genre 90% du nuage qui finit dans l'étoile.
Je précises bien : j'imagine.
Pas vraiment 1% à mon avis, donc.

[A voir en vidéo sur Futura]

[DavianThule95]

Sur ce site, on trouve qu'un nuage stellaire "pèse" entre 100 000 et 1 000 000 masses solaires, pour un diamètre entre 50 et 300 a.l.
90 % du nuage représenterais une masse gigantesque.

Dans un tel nuage, le soleil représente de la masse du nuage.

[bintang]

Bonjour,

On peut dire que vous avez tous les 2 raison, en fait.

Un nuage interstellaire froid a besoin d'une masse importante (au moins 10⁵ masses solaires ...) pour commencer à se contracter sous sa propre gravité. Il se contracte en quelques millions d'années.

Lorsque la densité du nuage augmente, le nuage se fragmente en nuages de masses plus petites, la contraction s'accélère.

Voir le site de l'Observatoire de Marseille expliquant le modèle de la 'masse de Jeans'

2 extraits :

Pour un nuage normal, de température comprise entre 10 et 100 K, et de densité autour de 1.000 atomes par cm3, on obtient une masse de Jeans de l’ordre de 10⁵ M⊙. Cette valeur est beaucoup plus grande (1.000 fois au moins), que la masse d’une étoile. Donc l’effondrement d’un nuage de ce genre ne peut pas produire directement une étoile !

Le calcul montre finalement que la masse de Jeans la plus petite possible est de l’ordre de la masse du Soleil !
Par conséquent, la fragmentation cesse pour des masses de l’ordre de celles des étoiles.

[Carcharodon]

ba oui car sinon, j'aimerais bien savoir ou aurait "disparu" les 99.99992% du reste du nuage proto stellaire, la masse d'une galaxie n'est certainement pas constituée que de 0.00018 % par des étoiles, ça me semble évident.
Sinon ça signifierait que l'immense majorité, pour ne pas dire la presque totalité, de la masse d'une galaxie serait constituée uniquement par des résidus de nuages proto stellaires.
On le verrait et ça se saurait.

[DavianThule95]

Oui, mais plusieurs étoiles naissent d'un seul nuage stellaire.

La masse de Jean est bien la limite supérieure de la masse d'un nuage en fonction de sa température et de sa pression ?

[Carcharodon]

D'accord, mais dans ce cas je pense qu'on peut alors dire que presque tout le gaz (la quasi intégralité) de ce nuage fini donc dans une étoile ou l'autre, a un moment donné, sous l'effet d'un effondrement gravitationnel.
Après, des nuages de gaz, j'imagine qu'il en existe de toutes les masses, qu'il n'y a pas un étalon unique, je pense, donc ils peuvent former plus ou moins d'étoiles.
Leur origine peut être diverse, j'imagine.

pour répondre a la question initiale :

Une étoile représente-t-elle 1 % de la masse du nuage, plus ? Moins ? Combien de pourcent ?

je pense que ça dépend donc de la taille du nuage et en plus des contraintes qu'il subit (par exemple une explosion d'hyper nova dans son secteur va changer son histoire).
Au final, je ne pense pas qu'on puisse essayer de tirer un modèle unique et de n'avoir qu'une seule réponse à la question : qu'arrive-t-il a un nuage de gaz proto-stellaire.

[DavianThule95]

Et si on connait la masse de ce nuage ?
Existe-t-il dans ce cas une formule ou , à défaut, une moyenne ?

[Carcharodon]

notre cas (système solaire) se situe justement dans une bulle spécifique.
pour reprendre l'excellent lien que tu as mis plus haut =>

Il est probable que de nombreuses bulles de ce type existent dans le voisinage du Soleil et que la somme de leur rayonnement est à l’origine du fond diffus dans les rayons X. Les missions spatiales ont en particulier mis en évidence la bulle locale, une région de 300 années-lumière de diamètre qui contient le Soleil et dans laquelle la densité de gaz est plus faible qu’en moyenne. Certains astronomes pensent que cette bulle est liée à l’explosion d’une supernova proche dont le pulsar de Geminga, une source très intense de rayons gamma, est le résidu.

Vu la difficulté d'observer ces nuages, on a que l'exemple de notre propre galaxie et de son histoire spécifique, voir de notre cas particulier.

L’étude des nuages moléculaires a commencé au milieu des années 1970. Elle a révélé que la grande majorité de l’hydrogène moléculaire se trouve dans des nuages gigantesques dont la taille est comprise entre 50 et 300 années-lumière. Ces nuages moléculaires géants ont une masse entre 100.000 et un million de masses solaires et l’on en dénombre environ 5000 dans notre galaxie.

je ne sais pas si il convient d'essayer de tirer une moyenne de ça.
peut être que oui... ?
ceci pour dire (en fait repeter, a la lumière de tout ça): je doute qu'il y ait une réponse unique a ta question initiale.
Comme tu l'as vu, ton lien donne d'ailleurs plusieurs sources possibles d'origine de nuages de gaz.
il devient dès lors hasardeux de chercher absolument une "loi universelle" à leur sujet.

[DavianThule95]

Je suppose qu'il existe des simulations ou des modèles stellaires qui traitent de la question.
Le pourcentage de masse utilisé par une étoile moyenne dans un nuage moyen doit être de l'ordre de :

ou

[DavianThule95]

Excusez moi, ignorez le message précédent, il y a eu une erreur.

Donc :

Je suppose qu'il existe des simulations ou des modèles stellaires qui traitent de la question.

De mémoire, le rapport entre le nombre d'étoile et leur masse est .
Donc, sachant qu'une étoile peut avoir une masse minimale de 0,072 masses solaires, en appliquant la formule, on trouve qu'il y a approximativement 719 fois plus d'étoiles de ce type que de soleil.
La moyenne des étoiles les plus lourdes ( 100-120 et plus ) est de 0,00000788 fois celle du Soleil.
En additionnant les deux, on trouve la moyenne des masses des étoiles : ( 719 + 0,00000788 ) / 2 = 359,50000394, soit une masse moyenne de 0,095 fois celle du Soleil.
Un nuage stellaire ( moléculaire ) a une masse entre 100 000 et 1 000 000 de masses solaires.
La moyenne : ( 100 000 + 1 000 000 ) / 2 = ( 1 100 000 ) / 2 = 550 000 masses solaires.

Donc, la masse moyenne que prend une étoile dans une nuage stellaire moyen est 0,095 / 550 000 = environ 0,00000017273.
Soit en pourcentage :
0,000000172727273 * 100 = 0,000017273 %.

[Carcharodon]

La masse moyenne d'une étoile a partir d'un nuage proto-stellaire de masse moyenne... mouais.
Vu la variété des deux bestiaires, je ne vois toujours pas trop l'intérêt d'une telle moyenne, pour être honnête.
Si ce n'est de faire travailler ses méninges (ce qui ne peut pas faire de mal en tout état de cause )

[DavianThule95]

On fait avec ce qu'on a
Mais, après, il faut voir quel est le pourcentage d'erreur de cette moyenne.

[Carcharodon]

déjà rien que pour les étoiles générées, ça va de la naine brune a l'hypernova.
ça doit faire 3, voir 4 ordres de grandeurs, c'est déjà assez énorme.
En tout cas, j'aurais appris l'existence de la masse de Jeans

[bintang]

Bonjour,

Je suppose qu'il existe des simulations ou des modèles stellaires qui traitent de la question.
De mémoire, le rapport entre le nombre d'étoile et leur masse est .

Cette relation empirique est la Fonction de Masse stellaire Initiale (Initial Mass Function - IMF)

C'est Edwin Salpeter (qui a été le directeur de thèse de Hubert Reeves) qui a formulé la loi de puissance N = M^-2.35

Cette loi, qui se vérifie assez bien dans de nombreux cocons d'étoiles, fait toujours l'objet d'études et de corrections, notamment pour les étoiles de masse inférieure à 0.5 masse solaire.

Un article très simple sur la question de la démographie des populations d'étoiles étudiée par le télescope Herschel, où l'on voit qu'il existe un modèle concurrent ou complémentaire 'd'accrétion compétitive' pour expliquer la formation des étoiles de masse importante.

[DavianThule95]

D'accord.

Sinon, pour apporter plus de précision à votre réponse sur l'IMF :

Plus récemment encore, les travaux de l'astronome allemand Pavel Kroupa suggèrent une IMF plus complexe :

\xi(M) = \begin{cases} k_0\left(\frac{M}{m_0}\right)^ {-\alpha_0}&,\quad m_0 < M \le m_1\\ k_1\left(\frac{M}{m_1}\right)^ {-\alpha_1}&,\quad m_1 < M \le m_2\\ k_3\left(\frac{M}{m_2}\right)^ {-\alpha_2}&,\quad m_2 < M \end{cases}

où m_0 = 0.01\, m_{\odot}(la masse stellaire minimale), m_1 = 0.08\, m_{\odot}, m_2 = 0.5\, m_{\odot}; \alpha_0=0.3, \alpha_1=1.3, \alpha_2=2.3.

Le terme k_0 dépend de différents facteurs (densité de matière, choix de m_0, choix de l'unité de masse, etc). De plus, k_1=k_0\left(\frac{m_1}{m_0}\r ight)^{-\alpha_0} et k_2=k_1\left(\frac{m_2}{m_1}\r ight)^{-\alpha_1} sont des coefficients d'ajustement assurant la continuité de la fonction aux limites des différents domaines de validité.

[DavianThule95]

D'accord.

Sinon, pour apporter plus de précision à votre réponse sur l'IMF :
[TEX]

Plus récemment encore, les travaux de l'astronome allemand Pavel Kroupa suggèrent une IMF plus complexe :



où

Le terme dépend de différents facteurs (densité de matière, choix de , choix de l'unité de masse, etc). De plus, sont des coefficients d'ajustement assurant la continuité de la fonction aux limites des différents domaines de validité.

De plus, je n'ai pas compris cette équation :

for

[DavianThule95]

Y a t-il, comme pour les étoiles, une répartition des nuages stellaires ( moléculaires ) en fonction de leur masse ou d'autres choses ?