Je me demande pourquoi les étoiles mettent beaucoup de temps à devenir des étoiles? Est-ce parce quil a besoin de prendre de la masse? Ou chauffer? Quelque chose comme ca? Et pourrait-il être accéléré du tout?
Réponse
Le temps nécessaire pour " produire " une étoile dépend en fait de la masse de létoile. Commençons par une étoile de type solaire.
Pour une étoile de type solaire typique, le temps de formation est denviron 10 millions dannées (vous pouvez voir cette image sur Wikimedia qui donne un aperçu du processus de formation des étoiles, adapté de la figure de Philippe André dans Observations des proto-étoiles et des stades protostellaires dans The Cold Universe, 1994). Vous pouvez distinguer différentes époques dans le processus de formation des étoiles, qui sont la signature de différents processus physiques dominants. La toute première étape de la formation des étoiles est un effondrement gravitationnel qui conduit à la formation de la protoétoile elle-même. Léchelle de temps de cet effondrement est ce quon appelle le temps de chute libre qui dépend uniquement de la densité de lobjet. Lorsque vous obtenez un objet central en équilibre hydrostatique, les choses deviennent plus subtiles: le noyau se contractera adiabatiquement (sans transfert de chaleur) et lorsquune température denviron 2000 K est atteinte, le dihydrogène se dissocie (ce qui est une réaction hautement endothermique) ce qui conduit à une deuxième phase deffondrement, conduisant à la formation de la protoétoile elle-même. Il faut environ 1000 ans pour arriver à cette étape, à partir du noyau hydrostatique.
La prochaine étape, la phase protostellaire, est principalement une phase daccrétion. Cela signifie que léchelle de temps pour cette époque est donnée par un temps daccrétion , qui varie avec la masse accrétée (ce qui est assez faible pour une étoile de type solaire). Il faut environ 200 000 ans pour accréter 90% de la masse finale de létoile.
Ensuite, comme létoile se contracte encore, la température en son centre augmente; lorsquune température de 1 million de Kelvin est atteinte, la protoétoile commence à brûler son deutérium. À ce stade, le mécanisme Kelvin-Helmholtz permet à la proto-étoile de se contracter et de rayonner son énergie gravitationnelle. Léchelle de temps significative est alors le temps Kelvin-Helmholtz (qui varie comme le carré de la masse et linverse du rayon et la luminosité), qui est beaucoup plus longue que les échelles de temps précédentes. La température continue daugmenter, jusquà 10 millions de Kelvin, lorsque lhydrogène commence finalement à brûler, ce qui est lacte de naissance dune étoile. Il faut environ 10 millions dannées pour en arriver là.
Mais, comme je lai dit, ce scénario dépend de la masse de létoile. Il est valable pour les étoiles semblables au soleil, mais pas tout à fait pour les étoiles massives. Cest beaucoup plus rapide pour les étoiles massives et le processus de formation des étoiles est assez différent. En particulier, le taux daccrétion est beaucoup plus élevé, la pression de rayonnement de la protoétoile est incroyablement plus élevée et leur interaction nest pas complètement comprise. Cependant, certains travaux théoriques donnent une estimation denviron 100 000 ans pour former des étoiles massives (voir par exemple travaux de McKee et Tan ).