Efficacit de formation stellaire dans les nuages molculaires de la Voie Lacte : La formation dtoiles

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Efficacité de formation stellaire dans les nuages
moléculaires de la Voie Lactée La formation
détoiles y est-elle toujours  calme  ?
Frédérique Motte (AIM, CEA-Saclay)
- Quelques définitions à léchelle des nuages
moléculaires de notre Galaxie. - Des régions de
formation stellaire  calmes  et actives
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Les nuages moléculaires de notre Galaxie
Carte 12CO de notre Galaxie (Dame et al. 1987)
50 pc
Carte de lextinction en IR proche des nuages
moléculaires dOrion (Bontemps et al., données
2MASS)
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Les curs pré-stellaires et proto-étoiles
Ces objets sont détectables en continuum (sub)mm
et avec des traceurs moléculaires de haute
densité (e.g. CS, NH3).
Cur pré-stellaire
Proto-étoile
Fragments de nuage Taille 0.01-0.1 pc Densité
105 - 106 cm- 3
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Scénario de formation des étoiles de type solaire
(modifié à partir de Shu et al. 1987 et André,
Ward-Thompson, Barsony 2000)
A) Coeur pré-stellaire (105-106 ans)
Fragmentation et effondrement
B) Proto-étoile (105 ans) Accrétion et
éjection
Flot bipolaire
Enveloppe
104 AU 0.1 pc
Proto-étoile
C) Etoile pré-séquence principale (106-107 ans)
Contraction gravitationnelle de létoile
Classe II Classe III
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Régions de formation détoiles
W43 (5.5 kpc)
Taureau (140 pc)
MSX 21 µm
10 pc
10 pc
IRAM 1.3mm
Near-IR extinction map Padoan, Cambrésy, Langer
2002
Motte et al. 2003
Cygnus X
Cygnus X (1.7 kpc)
KOSMA 13CO
100 pc
MSX 8 µm
Schneider et al. 2006
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Efficacité de formation détoiles (SFE)

• SFE efficacité de transformation de la masse de
  gaz (moléculaire) en masse détoiles
• A des échelles lt 100 pc, la SFE est estimée par
  la comparaison de la masse ou du spectre de masse
  des populations actuelles
• détoiles jeunes (106 ans) et
• de structures pré-stellaires (105 - 106 ans)
• dun complexe moléculaire (ou GMC, 107 ans).
• Hypothèses
• formation détoiles continue sur léchelle de
  temps considérée
• temps de vie moyen des étoiles jeunes et
  structures pré-stellaires
• forme de la Fonction de Masse Initiale (IMF) des
  étoiles
• bons traceurs

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Valeurs typiques de la SFE

• Nuages moléculaires 1-3 / 107 yrs
• (10-100 pc 103 cm-3) (Silk et al. 1997)
• Curs denses pré-stellaires 10-30 / 106 yrs
• (0.1 pc 105 cm-3) (Silk et al. 1997 Bontemps
  et al. 2001)
• Condensations pré-stellaires 100 / 105 yrs
• (0.01 pc 106 cm-3) (Motte, André Neri 1998)
• La formation stellaire est un processus
  inefficace (champ magnétique, turbulence, effets
   feed-back ) sauf à petite échelle et/ou grande
  densité SFE MJeans P1/2 x T-2

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Amas stellaires Galactiques  starburst 

• NGC 3603 7 kpc 107 L?, 50 O stars Best studied
• Arches 10 kpc 108 L?,100 O stars Galactic
  center
• /Quintuplet
• W49,
• W43 5.5 kpc 3x106 L? youngest known
• Cyg OB2 1.7 kpc 107 L?, 120 O stars nearest
  known
• Questions reliées
• Effet de lenvironnement sur la SFE ?
• Peut-on les considérer comme des modèles
  miniature des galaxies  starburst  ?
• LIMF est-elle différente ?

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W43 une région  mini-starburst 

• _at_ 5.5 kpc dans lanneau moléculaire de notre
  Galaxie
• Amas détoiles OB/WR et région HII géante
• 3 106 L? , 1051 Lyc
• 5 pc, Av 30 mag
• GMC massif actif
• - 20 pc, 106 M?
• 15 proto-amas formant 1 étoile massive
• gt SFE 25 /106 yr
• - contraction globale

W43 starburst cluster Blum et al. (1999) W43
mini-starburst region Motte et al. (2003)
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Etudes de la formation stellaire à des échelles
plus grandes dans un futur proche

• Quelques études de la formation stellaire à
  léchelle de notre Galaxie
• - Avec Spitzer e.g. survey GLIMPSE
• Avec Herschel
• Hi-Gal, Gould Belt,
• Un programme clé du temps garanti dédié aux
  phases précoces de la formation des étoiles
  massives
• 125 hours

(Coordinators Motte, Zavagno, Bontemps)

• Objectif principal
• découvrir les précurseurs des étoiles
• OB du bras le plus proche de la
• Galaxie