les nouveaux principes

e)  Pour qu’une masse gazeuse puisse se condenser, il faut qu’elle subisse une pression en tous les points de son volume. Dans l’hypothèse contraire, une masse de gaz tendra à se dilater au point opposé à l’application de la force. Il n’existe aucun procédé autre qu’une compression par une force extérieure de l’ensemble du volume d’un gaz, pour le contraindre à se condenser. Il est donc impossible qu’une masse de gaz, aussi importante soit-elle, puisse parvenir à se densifier au point d’atteindre les énormes densités exigées pour le démarrage des réactions de fusion de l’hélium. C’est bien cette contrainte physique qui a obligé les théoriciens à recourir  à l’action unidirectionnelle des ondes de densité se répandant dans le bras des galaxies pour expliquer la naissance d’étoile.

Par ailleurs les nuages appartenant aux  bras des galaxies où s’observe la majorité des jeunes étoiles, sont animés d’un mouvement de rotation différentiel correspondant à celui de la galaxie dans son ensemble. Ce mouvement de rotation s’oppose à la concentration et à l’effondrement et tendrait davantage à la dispersion du nuage.

f) Normalement, si on en croit la théorie standard, plus un nuage est vaste et  plus sa densité devrait être élevée. Or Les grands nuages d’hydrogène ont une densité très faible, la densité actuelle observée est de 10-E-22 à 10E-24 g/cm3. Les étoiles naissent dans les régions froides de la galaxie (-260 K), il est donc difficile d’expliquer comment on peut passer de la densité infime d’un nuage interstellaire à 100.000 milliards de particules par cm3. Aucun modèle ne justifie le passage d’une échelle à l’autre.

g) Selon la théorie standard actuelle il existe des limites à la théorie de l ‘effondrement sans recours à une action extérieure

Citation:

 » La formation des globules de Bok n’est pas très bien connue. Tout d’abord, ils se forment ! Etant donné qu’ils ne sont pas tout à fait en équilibre, ils ne peuvent pas être là depuis longtemps. Par contre, les immenses nuages d’hydrogène dans lesquels ils se forment sont en équilibre, car sinon, ils se seraient contractés depuis très longtemps et nous n’en observerions pas aujourd’hui. Leur gravité est égale à leur pression. Pour qu’un globule se forme, il faut donc qu’un déséquilibre soit induit par une force extérieure. Deux solutions se présentent :

-une force de compression s’exerce sur le nuage, augmentant le confinement de sa matière, donc sa gravité ;

-Le gaz constitutif se refroidit.

Le refroidissement du gaz se conçoit en considérant le mélange de gaz et de poussières. La chaleur du gaz se communique aux poussières, dont la masse est énorme en comparaison. Les grains de poussière ainsi chauffés vont se refroidir en émettant des rayons infrarouges, qui ne sont pas absorbés par un gaz trop dilué. La température baissant, la pression baisse aussi, et la gravitation l’emporte. ( alors même qu’on s’attendrait à une hausse de la température ! )

Deux mécanismes ont été proposés pour produire une force de compression : Le premier est mis en évidence par la forme des bras dans les galaxies spirales : s’ils étaient statiques, ils s’enrouleraient très rapidement sur le noyau. Donc, ce ne sont pas des masses de matière particulière,, mais des ondes de densité. Lorsqu’une telle onde arrive dans un nuage, elle provoque une légère augmentation de la densité, qui devrait produire l’effondrement de certaines parties du nuage ; Le second est l’onde de choc produite par l’explosion proche d’une supernova, qui pourrait comprimer le gaz et amorcer l’effondrement »

* On remarquera l’extrême complexité du raisonnement et les explications alambiquées pour justifier le réchauffement du gaz interstellaire. Ainsi, nous apprenons que les grains de poussière qui sont réchauffés par le gaz (lui-même froid) vont se refroidir en émettant en infrarouge alors que le contraire nous semble plus conforme à la réalité. Par ailleurs c’est parce que les nuages sont froids qu’ils se condensent et s’effondrent alors même qu’on observe des nuages interstellaire à la fois très froids et très dilués sans la moindre amorce de condensation. Enfin, quand le nuage s’effondre (puisque froid), il devrait naturellement se réchauffer pour allumer progressivement le cœur de l’étoile.

** Si le phénomène de l’effondrement était aussi naturel que prévu, on ne voit pas pourquoi la théorie standard aurait besoin de recourir à un agent extérieur pour accentuer le phénomène. L’astrophysique standard semble d’ailleurs rencontrer une difficulté à  trouver  cet agent externe qui va provoquer la condensation des nuages intergalactiques. Elle doit inventer des ondes de densité dans les bras des galaxies pour justifier la contraction d’un nuage. Mais pour qu’existent ces ondes de densité, encore faut-il que la galaxie soit formée. Le recours aux  ondes de densité se révèle impossible pour expliquer la création des premières étoiles constituant la galaxie, comme celle des étoiles jeunes appartenant à des amas ouverts. L’objection est identique  si ces ondes résultent d’un télescopage entre galaxies par définition déjà existantes. De même si cette concentration est consécutive l’explosion d’une supernova créant une onde de choc il s’agira de savoir  comment s’est effectué le processus de condensation du nuage  ayant constitué cette SN. De plus le nombre de supernovae est notablement insuffisant pour justifier la création des milliards d’astres constituant une galaxie.

g) De fait, en recourant à la théorie de la masse critique dite de « Jeans » il ne devrait pas être nécessaire d’avoir besoin d’un phénomène supplémentaire pour accélérer la densification : la masse critique étant atteinte, le nuage devrait simplement s’effondrer sous son propre poids. Nous nous trouvons  devant deux modèles de genèse stellaire : celui de la masse critique de Jeans et celui de  l’onde de choc ou de densité. Le recours à des actions externes semble  affaiblir la cohérence de la théorie de la masse critique. Des étoiles pourraient avoir une masse limite inférieure mais  seraient autorisées à se constituer par recours à un facteur externe d’onde de choc. Mais si l’utilisation de l’onde de choc ou de densité s’est avérée nécessaire, n’est-ce pas parce que la naissance des astres par condensation des nuages reste problématique?

2) la constitution des étoiles de faible masse

a) Les frontières qui séparent les étoiles normales, des naines  brunes, planètes gazeuses et telluriques sont assez problématiques. Pour que démarrent les réactions de fusion de l’hélium, la théorie exige une masse nuageuse critique, ce qui contraint à distinguer les étoiles normales des naines brunes de masse inférieure à 0.08 Ms. Pour celles-ci les réactions de fusion de l’hélium ne peuvent se produire et l’effondrement conduit à la synthèse du seul deutérium. Il s’agit donc d’étoiles ratées

Compte tenu de leur masse et de leur densité relativement élevée, il serait étonnant que ces naines brunes, à l’instar des planètes joviennes pourtant moins massives, ne possèdent pas un noyau rocheux. Or pour les planètes du système solaire, les éléments lourds sont pour partie issus de la nucléosynthèse solaire conglomérés en des planétésimaux. Cependant, les naines brunes ont nécessairement un noyau massif et donc des éléments lourds, on ne comprend pas très bien quelle est son origine puisque ces étoiles ratées ne peuvent fabriquer que du deutérium.

De plus, certaines naines brunes atteignent en surface 2500°, ce qui signifie que la température au centre peut atteindre le million de degrés. Or, en l’absence de source d’énergie provenant de la fusion de l’hélium, il est impossible d’expliquer les hautes températures centrales.

b) La plupart des naines brunes présentent une forte métallicité. Ce qui suppose pour leur formation que les métaux disponibles à proximité se soient mélangés avec des nuages d’H et d’He en créant des étoiles plus métalliques. La théorie standard, qui interdit aux étoiles naines la possibilité de fabriquer une partie de leurs éléments lourds est contrainte de recourir à l’hypothèse ad hoc de la présence de métaux. Or ces mêmes nuages de métaux auraient statistiquement autant de chance d’être présents lors de la formation d’étoiles plus massives, mais leur métallicité est expliquée cette fois par des raisons purement endogènes à l’étoile qui en fabrique certains elle-même. Or, aussi loin qu’on observe, on trouve une égale proportion d’éléments lourds et il ne saurait y avoir eu en conséquence de régions ni d’époques plus riches en métaux. Sachant qu’à l’époque première il n’y avait pas d’éléments lourds comment les premières naines brunes à teneur métallique auraient-elles pu naître ? Comme on le constate la présence de métaux dans les nuages constitutifs des étoiles est un expédient fort peu convaincant.

c) Une Naine brune  Gliese 229B  (0.05 Ms T =1200° )  possède beaucoup de méthane ce qui la rapproche fort de Jupiter. De même dans Sigma Orionis, il a été découvert des astres non satellisés par un corps central dont le spectre contient des molécules qui ne peuvent subsister dans une naine brune encore trop chaude (classe M = 2000°, L =1250°). Un corps de classe T contenait même du méthane comme Jupiter, ce qui suppose une température inférieure à 950°. Ces astres ont une masse comprise entre 8 et 15 Jupiter et ont la particularité de ne pas dépendre d’un astre central. Ils ne peuvent donc être classés comme planètes puisque ne pouvant avoir été formés par des planétésimaux issus d’une étoile. Or la présence de méthane inciterait à les classer comme planètes gazeuses de type jovien, ce que la théorie des planétésimaux interdit. Il n’y a par ailleurs aucune raison de supposer que leur refroidissement s’arrête et qu’ils ne finissent pas par atteindre la température extrêmement basse de Jupiter.

Ainsi, Il se trouve bien un continuum logique tenant à la température déclinante des naines brunes qui nous permet de passer des classes M à L puis aux corps de Sigma Orionis pour atteindre les planètes gazeuses du type Jupiter. Or ce processus évolutif est rendu impossible par la théorie standard, ce qui supposerait en effet que des planètes de la masse de Jupiter puissent se constituer également par effondrement d’un nuage interstellaire. Nous nous trouvons ainsi devant des astres refroidissant, assez semblables en composition à Jupiter mais relevant d’un autre mode de naissance et d’évolution interne. Lorsqu’il sera possible de détecter un corps astral satellisé de même masse que Jupiter mais de température identique à celle des naines brunes actuelles, il est à craindre que l’astrophysique standard rencontre quelques difficultés. A température et à masse identique, il est en effet impossible de décider si la formation résulte d’un effondrement d’un nuage interstellaire ou d’une planète constituée par des planétésimaux.

Les similitudes dans la composition chimique des naines brunes et planètes joviennes laissent à penser que ces astres ne sauraient avoir connu deux types de genèse aussi radicalement différents, ce que suppose la théorie des planétésimaux appliquée à la constitution des planètes du système solaire.

Les observations astronomiques qui suivent nous montrent que la théorie académique n’est pas sans poser quelques problèmes :

1 - Ainsi, les télescopes du VLT de l’ESO ont découvert des objets de taille intermédiaire entre étoiles et naines brunes qui possèdent des disques proto planétaires. Ces objets sont appelés Planemos, contraction américaine de Planetary Mass Objects : objets de masse planétaire.Ce sont des objets de masse entre 5 et 15 fois celle de Jupiter et qui ne sont pas des naines brunes et ne peuvent pas allumer la fusion nucléaire. Ces astres ont la possibilité de donner naissance à des planètes qui tourneraient autour de ce qui n’est pas une étoile. On avait déjà trouvé des disques autour de naines brunes, ces étoiles avortées, mais c’est la première fois qu’on en trouve autour de tels « petits » objets qui flottent librement dans l’espace sans être satellisés par une étoile »classique ».

On pourrait penser par analogie, que Jupiter s’est formée aussi avec son propre disque qui a donné naissance à ses plus gros satellites, sauf qu’ici il n’y a pas de Soleil central. Les chercheurs (Ray Jayawardhana et Valentin Ivanov) ont trouvé, grâce à la signature de l’émission IR de leurs disques de gaz et de poussières, en fait 6 possibles planemos, dont deux ont des masses faibles : de 5 à 10 fois Jupiter, ils sont tous « jeunes », quelques millions d’années et sont situés à 450 millions d’al de nous. Dans une autre étude, les astronomes du CfA (Center for Astrophysics) de Harvard, en utilisant le VLT avec optique adaptative ont réussi à avoir plus de détails sur l’exoplanète découverte il y a quelques temps autour de 2M 1207. On vient de découvrir autour du compagnon (8 masses de Jupiter) de cette naine brune (25 masses de Jupiter), aussi un disque de poussières et de gaz.

Cette découverte de Ray Jayawardhana et Valentin Ivanov pose des problèmes à la théorie de formation des planètes et  semble très étonnante.L’origine d’un tel système qui ne fait que quelque pour cent de notre Soleil n’est pas expliqué. Comment ces petits astres peuvent produire un système planétaire comme notre Soleil ?

2 - C’est également le cas pour CQ Lupi b de 2 masses jovienne théorique, située à 100 UA de l’étoile parente et de température comprise entre 1600 et 2500°. Est-ce une vraie exoplanète ou est-ce une naine brune, ces étoiles ratées qui ne sont pas assez massives pour produire en leur centre des réactions nucléaires majeures ?

Bien que la ligne de démarcation entre les deux soit toujours matière à débat, une façon de distinguer les deux est leur masse (comme c’est aussi le cas entre les naines brunes et les étoiles) : les planètes (géantes) sont plus légères qu’environ 13 masses de Jupiter (la masse critique nécessaire pour déclencher la fusion du deutérium), les naines brunes sont plus lourdes. Le problème est que pour de tels très jeunes objets, les modèles théoriques traditionnels ne sont probablement pas applicables.

S’ils sont utilisés, toutefois, ils fournissent une évaluation de la masse de l’objet qui se trouve quelque part entre 3 et 42 Masses de Jupiter, c’est-à-dire englobant aussi bien les domaines des planètes que des naines brunes.  Ces premières phases dans la formation de naine brune et de planète sont inconnues pour les modèles.

Il est très difficile de modéliser l’effondrement premier des nuages du gaz donnant les conditions autour de l’étoile parent en formation. Un jeu de modèles, spécifiquement façonnés pour étudier  les très jeunes objets, fournit des masses aussi basses qu’une à deux masses de Jupiter. Mais comme Ralph Neuhäuser le souligne »ces nouveaux modèles doivent toujours être calibrs,, avant que la masse de tels compagnons puisse être décidée avec assurance« .

3 – Il semble bien que l’astrophysique actuelle peine à établir une limite respectivement entre étoiles, naines brunes et planètes. En effet, la classification des naines va de la classe M ( 2000 à 3000 K), L ( <2000K) à la classe K (<600 K), ce qui rend leur distinction difficile avec les étoiles. En effet certaines  jeunes naines de type spectral M sont suffisamment chaudes pour être de type M typiquement stellaire. Certaines naines possèdent un disque circumpolaire, d’autres sont dix mille fois plus actives en rayons X que le Soleil ou encore possèdent une planète satellite. La limite fixée par UAI pour définir une planète est de 15 masses Jovienne. Mais quand un astre de cette masse tourne elle-même autour d’une naine brune, il est impossible de la qualifier de planète. Par ailleurs, certaines naines brunes les plus massives peuvent faire fusionner l’hydrogène. Enfin, il est à remarquer que la composition chimique de Jupiter (128K) semble la situer en fin d’évolution des naines brunes. Il existe actuellement de solides raisons de penser qu’il existe bien des naines brunes et des planètes à l’intérieur d’une même fourchette de masse. D’où le problème de savoir comment les distinguer

Selon la théorie actuelle, il n’y a sans doute pas, à première vue, de différence entre une petite naine brune et une grosse planète géante pour ce qui concerne sa physique, et son aspect extérieur (même allure spectrale, même genre d’atmosphère, dimensions comparables, etc.). Et cela justifie que, de ce point de vue du moins, les naines brunes et les planètes géantes puissent être abordées dans un cadre théorique unique. Il convient pourtant de noter que le mode de formation des étoiles et des planètes est tout à fait différent. Les étoiles se forment à partir de la fragmentation d’une portion de nuage interstellaire. Les planètes pour leur part sont un sous-produit de ce mécanisme. Elles naissent non par fragmentation, mais par accrétion, c’est-à-dire par accumulation de matière résiduelle, présente autour d’une étoile en formation.

La théorie s’applique encore plus difficilement pour le cas des planètes flottantes:

Les premiers soupçons de la découverte de deux « planètes flottantes » dans le nuage moléculaire du Caméléon remontent à 1998. En 2000, avec la détection de 13 nouveaux objets dans le Trapèze d’Orion, ces astres singuliers sont entrés officiellement dans le bestiaire astronomique. La confirmation de l’observation d’autres astres semblable dans la région de Sigma Orionis a rapidement suivi. Toujours repérés par leur rayonnement infrarouge intense, ce sont des globes de gaz relativement chauds à cause de leur grande jeunesse, comparables à de petites étoiles, mais dont la masse estimée est comparable à celle d’une planète géante.

Dans le cas où l’on a affaire à une « planète flottante », la situation paraît plus simple. Il semble bien que l’on ne puisse faire de tels objets, errants seuls dans l’espace, loin de toute autre étoile, des sous-produits d’une formation stellaire. Ce ne doit donc pas être des planètes. Et, malgré ce nom dont on les a trop vite affublées, il s’agirait plutôt de jeunes naines brunes, dont les masses seraient simplement très petites, au dessous du seuil de combustion du deutérium, et peut-être aurait-il mieux valu en parler comme de sous-naines brunes. Mais d’un autre côté, il est envisageable qu’il s’agit de planètes géantes, qui auraient été expulsées de l’’orbite qu’elles suivaient au moment de leur formation autour d’une étoile, elle-même naissante.

Ici aussi, la théorie l’emporte sur l’observation: il est impossible théoriquement que ces planètes soient le résultat de la condensation de planétésimaux puisque isolées. Alors il ne peut s’agir que de planètes –  malgré leur masse élevée – qui se seraient détachées de leur astre central. Reste à trouver cet astre central et à expliquer comment et pourquoi elles en sont aussi éloignées!

4 - Observations

En utilisant un réseau de petits télescopes automatisés connu sous le nom de HAT, les astronomes ont découvert une planète différente de tout autre monde connu. Cette nouvelle planète, désignée HAT-P-1, orbite l’un des membres d’une paire d’étoiles située à 450 années-lumière dans la constellation du Lézard (Lacerta). Avec un rayon d’environ 1.38 fois celui de Jupiter, HAT-P-1 est la plus grande planète connue. Malgré son taille énorme, sa masse est seulement de la moitié de celle de Jupiter  (sa température  est celle des astres de type des Jupiter chaud). HAT-P-1 tourne autour de son étoile hôte en 4.5 jours selon une orbite d’un vingtième de la distance de la Terre au Soleil. (Température de cette étoile :5975 K). L’étoile parente de HAT-P-1 appartient au système binaire appelé ADS 16402 Les deux étoiles sont séparées d’environ 1500 fois la distance Terre-Soleil. Les étoiles sont similaires au Soleil mais légèrement plus jeunes, âgées d’environ 3,6 milliards d’années comparativement à notre Soleil âgé de 4,5 milliards d’années.  HAT-P-1 est la seconde planète extrasolaire découverte ayant une densité si faible. HAT-P-1 est 24 pour cent plus grande que prévu. La première planète découverte par la méthode du transit, HD 209458b, est également plus grande d’environ 20 pour cent que le prévoit la théorie.

Les théoriciens avaient déjà considéré un certain nombre de possibilités pour expliquer la grande taille de HD 209458b, mais jusqu’ici sans succès. La découverte, et l’observation plus approfondie, de HAT-P-1 permettra probablement aux scientifiques d’élucider le mystère

Pour l’instant les astrophysiciens ne disposent d’aucun modèle pour expliquer qu’une planète purement gazeuse puisse grossir à ce point. Jupiter ou Saturne possède un noyau rocheux. HAT-P-1 et HD209458b ne contiendraient que très peu voire pas du tout de roches. Comment une telle planète peut se former et se maintenir ? Une intense chaleur interne pourrait expliquer l’expansion des gaz. Encore faut-il en connaître la cause. Ces planètes ‘’liège’’ pourraient appartenir à une nouvelle catégorie que la théorie sur la formation des planètes n’a pas envisagée, suggèrent les chercheurs.

Commentaires

En résumé deux facteurs essentiels déterminent l’évolution et la structure d’une planète : la masse de son cœur photonique initial et sa distance avec l’étoile centrale. Avec la théorie standard des planétésimaux, il est impossible de comprendre comment une planète peut se constituer à une si grande proximité de son étoile centrale et encore moins comment expliquer la différence de structure entre les différentes planètes de type jovien. L’existence des planètes « liége » met en difficulté cette théorie qui envisage la constitution préalable d’un noyau très dense susceptible dans un deuxième temps d’attirer par attraction les éléments gazeux légers. La chaleur du noyau est alors consécutive à la contraction gravitationnelle des éléments. Or avec ces planètes « lièges » on constate une température centrale élevée sans noyau important ni phénomène de densification.

5 – Observations

On a découvert l’existence d’un jet de matière depuis une jeune naine brune de l’association Rho Oph. Cela renforce l’idée selon laquelle les naines brunes, et peut-être les planètes géantes, se forment de la même manière que les étoiles. Commentaires :

Cette dernière citation se passe de commentaire. Elle confirme le bien fondé de la nouvelle théorie. Si naines brunes, planètes géantes et étoiles se forment de la même façon, c’est toute la théorie standard de la genèse qui s’effondre.

6 – Observations

Il a été découvert une étoile de très petite taille, en fait de la taille de Jupiter, et c’est une étoile et non pas une planète.  Les astronomes ont trouvé à l’occasion de cette étude cette petite atténuation de lumière (en fait une très faible variation de 1,5%!!!!) sur l’étoile baptisée OGLE-TR-122 située dans la constellation de la Carène (Carina) et qui est causée par son compagnon qui l’éclipse tous les 7,3 jours. Ce compagnon (baptisé très logiquement OGLE-TR-122b) est approximativement 100 fois plus lourd que Jupiter mais seulement 16% plus gros. C’est la première fois qu’il y a une preuve directe que des étoiles moins massives que 1/10 de la masse de notre Soleil sont de la taille d’une planète comme Jupiter. Bien entendu cela signifie que cette nouvelle « mini » étoile a une densité 50 fois plus grande que celle de notre Soleil.

Ces étoiles de faible masse sont très intéressantes à étudier car elles pourraient permettre de comprendre pourquoi des planètes comme Jupiter ne sont pas devenues des étoiles. La taille étant aussi un facteur qui détermine si un corps céleste est une étoile ou une planète, il est fondamental de savoir pourquoi une étoile comme celle découverte est plus petite que beaucoup d’exoplanètes découvertes récemment (les fameuses « Jupiter chaudes»)

Cette découverte est importante aussi pour la recherche des exoplanètes, en effet elle prouve que des petites étoiles peuvent donner le même signal lumineux que des planète type « Jupiter », en effet, OGLE-TR-122b étant une étoile a bien déclenché ses réactions nucléaires internes mais vue sa faible masse sa production d’énergie est très faible. ( astronews)

Commentaires :

Nous avons ici une remise en cause assez flagrante de la théorie de l’effondrement gravitationnel puisque le déclenchement des réactions nucléaires n’est possible que pour les étoiles de 0.8 Ms. Or l’étoile OGLE-TR-122b a une masse estimée à 0.1 Ms !

7 – La découverte d’un couple de naines brunes particulièrement écartées (240 fois la distance terre-soleil) indique aux astronomes qu’elles se forment comme les étoiles plus grosses, par effondrement gravifique d’un nuage interstellaire bien  qu’elles n’aient pas la masse suffisante pour provoquer le déclenchement des réactions de fusion nucléaires.

8 – Une équipe d’astronomes italiens aurait trouvé la preuve que les naines brunes, objets intermédiaires entre étoiles et planètes, se formeraient comme les étoiles. Certains de ces astres présenteraient en effet des disques, comme les étoiles jeunes.

9 – Dans la deuxième étude de Spitzer, des astronomes dirigés par Joseph Harrington (University of Central Florida, Orlando) ont découvert que HD 149026b est à une température torride de 2.038 degrés Celsius (3.700 Fahrenheit), encore plus chaude que certaines étoiles de faible masse. Spitzer a pu calculer la température de cette planète en transit en observant la baisse dans la lumière infrarouge qui se produit lorsqu’elle disparaît derrière son étoile.

« Cette planète est comme un gros morceau de charbon chaud dans l’espace, » note Harrington. « Parce que cette planète est aussi chaude, nous croyons que sa chaleur n’est pas écartée autour. HD 149026b est située à 256 années-lumière dans la constellation d’Hercule. Elle est la plus petite et la plus dense planète en transit connue, avec une taille semblable à Saturne et un noyau suspecté d’être de 70 à 90 fois la masse de la Terre. Elle circule autour de son étoile en 2,9 jours.

Selon Harrington et son équipe, la planète excentrique ne reflète probablement presque aucune lumière des étoiles, absorbant au lieu de cela toute la chaleur dans son corps ardent. Cela signifie que HD 149026b pourrait être la planète la plus noire connue, en plus de la plus chaude.  »Cette planète est hors de l’échelle de température que nous attendons pour des planètes, » ajoute Drake Deming (NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.), co-auteur de l’article.

3 – La nucléosynthèse explosive

Selon la théorie standard, les étoiles maigres ne vont pas au-delà de la fusion de l’hydrogène en hélium. Les étoiles plus massives ont une température centrale suffisante pour que les réactions suivantes s’allument : sodium, magnésium, silicium, ph, souffre et certaines permettent de passer du silicium au fer.  Mais la chaîne s’arrête  car la température est insuffisante pour continuer le processus : il faut alors trouver d’autre lieu pour produire la suite…

Les étoiles massives ont un  noyau de fer, entouré d’une de couche silicium en fusion, puis on trouve : oxygène, néon, carbone, hélium hydrogène. Au-delà du fer, on ne peut plus extraire de l’énergie par réaction thermonucléaire pour lutter contre la gravitation et le noyau ne peut que se contracter et la température croître. Quand plusieurs milliards de degrés sont atteints la désintégration du fer se produit et le  cœur s’effondre, nous assistons à une explosion de supernovae, Les neutrons accélérés peuvent fusionner avec atomes pour former éléments plus lourds. Dans leur ensemble, les supernova sont les seules créatrices de éléments les plus lourds.

Cette nucléosynthèse explosive semble sur bien des points extrêmement problématique :

- a) Elle représente manifestement un complément  » ad hoc  » destinée à combler les insuffisances de la théorie de l’effondrement. Ainsi, la masse critique nécessaire pour déclencher les réactions nucléaires ne permet pas de dépasser la fusion de l’hélium. Les théoriciens sont donc contraints de recourir à un autre procédé qui autorise de plus hautes températures susceptibles d’opérer la fusion des éléments plus lourds. La nucléosynthèse explosive suppose des étoiles de masse élevées (> 8 M¤) qui sont bien moins nombreuses que la grande majorité des étoiles de la séquence principale (Moins de 1%).

- b) Le milieu interstellaire, grâce à une succession d’explosions de Supernova, se serait sans cesse enrichi d’éléments plus lourds. Il faut supposer des générations multiples d’étoiles qui ont rejeté ces éléments car leur taux de reproduction est actuellement beaucoup plus faible. Le gaz intergalactique a dû être enrichi très tôt par les rejets des étoiles situées au sein des amas  au tout début de l’évolution de celle-ci. La quantité de fer observée est beaucoup trop élevée pour qu’on puisse l’expliquer par les taux actuels de formation d’étoiles et leurs pertes de masse. Cette argumentation repose sur l’hypothèse non démontrée que le nombre d’étoiles massives était plus important au tout début de la création.

– c) Par ailleurs cette origine supposée des éléments lourds nous contraint à opposer l’argument de la poule et de l’œuf. En effet, si nous supposons la première étoile créée de l’univers, celle-ci n’avait pas, par définition, à sa disposition les éléments lourds indispensables à la poursuite de son existence stellaire. Il lui faut donc attendre la première explosion de supernova. Comme les étoiles de masse normale représentent 99% des étoiles, il paraît étonnant que seulement 1% des étoiles puissent fournir la matière lourde à autant d’astres demandeurs en attente.

- d) Dans la théorie standard, les métaux sont disponibles dans leur nuage constitutif, ce qui semble expliquer que dans la Population I constituée des étoiles les plus jeunes, le milieu est plus riche en métaux dans le disque de la galaxie. On a cependant découvert des étoiles très vieilles ayant des atmosphères riches en éléments lourds dont la présence dans la matière stellaire initiale n’est pas explicable par le schéma précédent.

- e) Le pourcentage de métaux lourds pour le Soleil est de moins de 2%.  Mais il s’agit de métaux détectés dans  son enveloppe puisque aucune information sur la composition du cœur n’est possible. Par définition, les métaux lourds remontent plus difficilement à la surface d’une étoile, ce qui peut expliquer la faible teneur actuel de la couronne. Mais plus précisément on ne saurait démontrer que la composition du cœur est identique à sa couronne à partir de la seule analyse de celle-ci. Or, c’est à partir de l’observation des couches externes des étoiles qu’on a pu déduire que celles-ci ne pouvaient synthétiser l’élément le plus lourd comme le fer, ce qui a contraint d’inventer le modèle des explosions de supernovae pour essaimer les métaux dans les nuages interstellaires.

-f) Selon la théorie des planètesimaux censée expliquer la genèse de la Terre, le matériau disponible proviendrait des débris du Soleil ayant constitué un disque de poussière. Le fer présent dans ces poussières serait descendu pour constituer le noyau par triage gravitationnel. Or, la composition actuelle de la Terre comporte plus de 20% de cet élément, on ne comprend donc pas très bien comment une telle quantité de fer a pu se trouver disponible dans le disque de poussière alors même que les observations actuelles des disques de poussières autour de étoiles n’en détectent qu’une infime proportion !

- g) Sur le fond, l’idée d’une explosion ne peut constituer un mode naturel complémentaire du développement des corps célestes et doit relever davantage de l’accident que de la règle. Il peut paraître incroyable que la science moderne repose sur autant de processus aléatoires et rares pour expliquer des existants fondamentaux. L’absence d’antimatière, la fragmentation des nuages constitutifs des étoiles et galaxies, les ondes de choc, l’agglomération des planétésimaux,  la création des planètes gazeuses, supposent autant d’événements rares, de fluctuations aléatoires, la présence bienheureuse d’éléments, des brisures de symétrie, qui échappent au principe de causalité et limitent ainsi la compréhension des phénomènes.

4- La création du système solaire et des planètes

Si la formation des étoiles par le recours au modèle de l’effondrement d’un nuage interstellaire peut être quelque peu satisfaisante pour l’esprit, il n’en va pas de même pour la formation des planètes, d’autant que leur proximité et les données  issues de  l’analyse des matériaux  terrestres, ceux prélevés par des sondes spatiales ou sur des météorites, sont autant de contraintes qui enserrent strictement les modèles proposés.

Après avoir éliminé l’hypothèse longtemps en vigueur que la matière planétaire a été arrachée lors d’un choc avec un autre corps, restait l’idée d’une fragmentation d’un nuage solaire initial de sorte de n’avoir plus à traiter la question de la transmission du moment cinétique du soleil aux planètes. Mais cette hypothèse n’a pas donné satisfaction car d’une part les modalités de la fragmentation du nuage solaire originel ne sont pas très claires.

On ne peut recourir au modèle de l’effondrement gravitationnel, les masses en jeu et la température n’étant pas suffisantes pour fabriquer ces éléments lourds. Puisque les éléments lourds ne peuvent être fabriqués dans le soleil ni par les planètes, il suffit d’imaginer qu’ils étaient là comme matériaux pour construire les planètes.

Le scénario des planétésimaux, se décompose en trois temps : celui de la constitution d’un disque de « poussière » autour du soleil, celui de la fragmentation de ce disque et celui d’une agglomération-concrétion de ces matériaux pour engendrer les planètes. A ces trois étapes, il faut en rajouter une quatrième spécifique pour les planètes Joviennes : l’attraction d’hydrogène et d’hélium flottant à proximité et s’agrégeant à la masse de grains et de glace initiale. Ce scénario souffre de faiblesses explicatives importantes.

- a) La proto-étoile  » Soleil  » apparaît entourée de poussières qui se contractent pour former un disque de grains à partir duquel des corps de quelques centaines de mètres se forment : des planétésimaux. La collision entre ces planétésimaux aboutit aux embryons planétaires de quelques centaines de mètres à un millier de kilomètres. Il est nécessaire que cette fusion ne se fasse pas par chocs trop violents pour que la fusion soit possible. On ne peut aboutir à la formation des planètes par simple agglomération des grains et l’étape des planétésimaux semble indispensable. La question est alors de savoir comment, des corps d’une centaine de mètres et qui sont sur orbite peuvent  modifier leur trajectoire pour se rejoindre en moins de 200 millions d’années (temps calculé pour la formation des planètes). Il s’agit également de démontrer quelle est la vitesse avec laquelle ils doivent se coaguler sans pour autant se fracasser de sorte qu’il soit procéder à la fusion entre ces corps.

En fait la théorie revient à dire qu’il s’agit d’accumuler un tas de pierres dans l’espace et de penser que le seul entassement va suffire à augmenter la température d’ensemble, à les fondre pour  aboutir à un corps sphérique.

La fragmentation du disque de poussières puis l’agglomération de celles-ci en corps de plus en plus massifs par le seul procédé des chocs et frottements nous semble tout à fait fantaisiste car cela suppose la réunion de conditions hautement improbables qu’aucun modèle simulé n’a jamais vraiment réussit à concilier. On ne peut démontrer comment à partir d’un  disque uniforme de poussière, se constitue des corps de masse de valeur aussi différente de la Lune et  Jupiter. Par ailleurs, il est impossible d’expliquer l’origine de la force centrifuge qui aurait éloignée ces planètes du soleil, ni la raison pour laquelle cette force aurait cessée et encore moins de justifier les distances respectives actuelles.

La preuve de la théorie des planétésimaux est apportée par la présence des météorites, des poussières internes aux planètes, et des différents astéroïdes  dans le système solaire. Ils ne seraient pas les restes d’une planète détruite (thèse longtemps en vigueur) mais constitueraient des débris qui n’ont pas été utilisés pour fabriquer les planètes. Cependant, il existe  autour de Saturnes des anneaux composés de poussière et de glace et on n’a jamais observé la moindre amorce de condensation. L’hypothèse inverse serait d’ailleurs plus probable : la lente fragmentation et dispersion de ces éléments après l’éclatement d’un corps plus massif, certainement un des anciens satellites de Saturne. Entre Mars et Jupiter se trouve également une importante ceinture d’astéroïdes de tailles diverses et, s’il s’agissait de ce matériau primitif de constitution des planètes, on ne voit pas très bien ce qui aurait pu les empêcher de se constituer en petite planète. L’influence de Jupiter ne peut être évoquée puisque celui-ci dispose de satellites à des distances bien plus proches.

Par ailleurs, les analyses de certains de ces météorites montrent qu’ils ont été exposés aux rayonnements dans l’espace bien moins longtemps que protégés au cœur d’un astre, ce qui laisse supposer qu’ils étaient situés à l’intérieur d’un corps de plus grand volume qui a explosé et s’est fragmenté. Ces météorites ne peuvent consécutivement être considérés comme les « briques » élémentaires et fossiles des matériaux ayant constitué les planètes. Ils seraient bien davantage les restes d’un astre éclaté, ce qui semblerait une hypothèse bien plus raisonnable. Nous aurions ainsi deux types de météorites qu’il serait bien difficile de distinguer : Ceux issus d’un astre fragmenté et le matériel fossile inemployé pour la constitution des planètes. Certains astéroïdes comme Gaspra (diamètre 15 km) ont un âge estimé à quelques centaines de millions d’années de type S, comportant du fer et des métaux, ne peuvent appartenir à la matière primitive et seraient  bien plutôt une partie d’un astre fragmenté ayant eu un noyau métallique. On découvre également une vaste région de poussières dans la ceinture principale qui ne peut être que le résultat de collisions incessantes, ce qui laisse à penser que le phénomène naturel est bien plutôt la fragmentation des corps que leur hypothétique agglomération.

- b) Il est à remarquer que cette hypothèse de constitution par planétésimaux n’est applicable qu’aux planètes telluriques et non à celles à faible densité, à dominante gazeuse. La formation des planètes géantes, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune débute par la constitution d’un noyau rocheux, de composition similaire à celle des planètes Terre et Mars, mais de masse supérieure. La matière du noyau provient des poussières du disque protoplanétaire. Une fois le noyau rocheux formé, il est capable, par sa propre gravitation, d’attirer les particules de glace d’eau et de doubler sa masse. Ce processus n’est possible qu’au-delà de 4 fois la distance Terre -Soleil, là où la température est toujours inférieure à 0 degré centigrade. Or, il a été découvert des exoplanètes de type jovien à une distance très proche de son astre central dont aucun modèle ne peut rendre compte de sa genèse.

Le noyau de roche et de glace peut à son tour attirer les gaz d’hydrogène et d’hélium principalement, ainsi que les gaz rares Ne, Ar, Kr etc. Cette accumulation dure aussi longtemps que la nébuleuse solaire n’est pas dissipée sous l’effet de l’irradiation solaire, soit environ 30 millions d’années. L’ensemble du processus crée ainsi des planètes géantes sans surface solide mais à cœur rocheux, recouvert de glace et d’hydrogène solide, le tout supportant une épaisse atmosphère.

Ainsi les planètes Joviennes seraient à l’origine constituées du même matériau, à l’identique des planètes telluriques pour constituer leur noyau,  mais leur plus forte masse aurait attiré de l’hydrogène et de l’hélium flottant à proximité. De planètes composées de grains et de glace, elles seraient devenues progressivement à dominante gazeuse mais, puisqu’il semble que plus aucun gaz ne passait bienheureusement à proximité, elles auraient arrêté leur croissance. L’origine de cette masse d’hydrogène et d’hélium (plus de 90% !) est assez problématique puisqu’elle aurait dû normalement être dispersée par la pression de radiation très forte à une époque où le soleil était bien plus virulent et plus chaud qu’aujourd’hui.

Pour la formation des satellites des planètes géantes, leur constitution n’est pas sans poser des difficultés considérables car on ne voit pas comment des corps aussi petits auraient pu subsister auprès de masses si volumineuses, comment leur planétésimaux auraient pu s’agglomérer tout en résistant à l’attraction du corps central.

La constitution de ces satellites est en effet soumise à deux forces contradictoires. Cela suppose d’expliquer comment une partie des planétésimaux se fragmentent pour constituer Jupiter d’une part et les autres satellites d’autre part.

Il semble en effet plus logique de penser que la densité des planétésimaux de Jupiter allant croissante, on ne voit pas pourquoi toute la matière située à proximité de son champ d’attraction aurait échappé à son aspiration.

Par ailleurs de nombreuses planètes, des  » Jupiter chauds  » ont été découvertes si proches de leur Soleil central que leur couronne gazeuse est aspirée. Or selon les paradigmes traditionnels sur la formation des planètes géantes, on doit comprendre qu’elles se sont formées loin de l’astre central puis qu’elles ont migré vers lui. Or l’étude de leur mouvement rend très difficilement acceptable ce scénario.

De fait, Il n’y a pas de modèle unique de genèse pour l’ensemble des planètes et leurs satellites du système solaire, ce qui limite singulièrement la cohérence de la théorie. Par ailleurs, pour la densification des planétésimaux et pour la présence de gaz autour des planètes joviennes et la constitution de leurs satellites, la théorie laisse une large part au hasard, ce qui diminue d’autant sa crédibilité.

En définitive :

1)   il était apparu impossible à l’origine qu’une étoile puisse produire elle-même sa propre substance à partir de rien et elle devait disposer de sa  matière déjà disponible, ce qui a conduit à l’invention du big-bang et la nucléosynthèse primordiale.

2) Consécutivement, on devait trouver un modèle d’allumage d’une étoile et ce fut la théorie de l’effondrement gravitationnel d’un nuage intergalactique. Cependant, les calculs montrent qu’il existe une masse limite au démarrage des réactions de fusion.

3) Il a fallu imaginer un mode de fonctionnement supplémentaire pour les étoiles dites naines brunes. Comme les températures étaient insuffisantes pour justifier la création des éléments lourds, on a compliqué un peu plus la théorie en rajoutant l’hypothèse du flash de l’hélium et l’explosion des supernovae.

4) Mais la théorie de la condensation des nuages ne permettait pas d’expliquer la création des planètes de petite masse. Il a été nécessaire de fournir une argumentation qui contourne cette difficulté et ce fut celle de l’agglomération des planétésimaux et introduire de surcroît un complément pour les planètes gazeuses. Or nous venons de montrer que ce scénario était irréaliste et hautement improbable mais que c’était la seule solution possible eu égard aux contraintes de la théorie actuelle qui nous y conduit fort logiquement.

A l’évidence les  constituants de la théorie standard paraissent s’emboîter parfaitement et nous sommes amenés de l’un l’autre en toute bonne logique. On ne saurait en conséquence démontrer les faiblesses et faussetés d’une sous partie sans déstabiliser l’ensemble.

5- La mort des astres et la question du cycle de la matière

1 – Trous noirs et étoiles à neutrons

La théorie contemporaine n’envisage aucun mécanisme de disparition des étoiles inscrit dans un cycle. Nous ne savons rien de l’avenir des naines blanches, étoiles à neutrons ou trous noirs qui semblent constituer l’aboutissement du processus de densification et de refroidissement des astres. Ainsi, lorsque la totalité des astres d’une galaxie seront froids et qu’ils auront été aspirés par un trou noir central du fait de la gravitation,  celui-ci devra atteindre la masse de la galaxie tout entière. (10E 9- 10E13 Ms !) L’astrophysique contemporaine ne décrit aucun mode de disparition d’un astre, on ne sait pas ce que deviennent les corps refroidis sinon qu’ils terminent leur existence en trou noir. Mais que deviennent les trous noirs ? Ici, l’astrophysique laisse, en matière de connaissance, un immense « trou noir théorique ! « 

De même pour le concept d’étoile à neutrons, la théorie est pour le moins confuse et difficilement acceptable. Cette étoile représente un état plus écroulé que celui d’une naine blanche : des électrons relativistes percutent les noyaux pour donner des neutrons qui ne  connaissent pas lé répulsion électrostatique. La matière constitutive de l’étoile à neutrons se comporte comme un superfluide entouré de couche solide de particules libres. Plusieurs critiques peuvent être faites concernant ce type d’étoile :

a) Les étoiles à neutrons ne pourront jamais être observées comme telles puisque par définition des neutrons condensés ne peuvent être émis par cette étoile. On ne voit pas bien d’ailleurs ce qui distingue un trou noir d’une étoile à  neutrons très froide puisqu’il s’agit de deux états de grande densité.

b) L’écorce de l’étoile se compose essentiellement de fer : Il est donc impossible d’observer les neutrons internes à l’étoile et ce type d’astre est condamné à rester un objet théorique.

c) L’agglomération des neutrons, leur collage, est une hypothèse qui n’a jamais pu être vérifiée par une expérience dans un accélérateur de particules. De même il est impossible que les protons confinés au cœur d’un atome de fer, selon les densités supposées, puissent être jamais bombardés par électrons relativistes pour se transformés en neutrons: il leur faut pour cela traverser le couches atomiques successives !

d) Il ne peut exister d’atome ni de masse  constitués uniquement de neutrons.  Le neutron interne au noyau est une particule stable et son extraction provoque sa décomposition en proton en une quinzaine de minutes. Un atome ne saurait par ailleurs comporter un nombre anormalement élevé de neutrons sans se décomposer et/ou éjecter les neutrons en surnombre.

e)  L’état prétendument superfluide d’une étoile à neutrons n’a jamais été observé que pour l’hélium et on n’a pas assisté pour autant à la décomposition des protons en neutrons.

f) Une étoile qui connaît cette énorme densité s’est refroidie et densifiée lentement. Or le propre de tout processus de refroidissement consiste en la diminution de l’agitation atomique et particulaire. On n’arrive donc pas à comprendre comment il peut encore exister des électrons animés d’une vitesse relativiste, d’autant que la forte attraction de surface doit ralentir rapidement tout mouvement.

Pour toutes ces raisons nous pensons que la théorie de l’étoile à neutrons représente une très belle  et complexe construction mathématique mais qui risque bien de ne jamais recevoir  confirmation par son observation effective (et non supposée ! )

2-  Le cycle de la matière et de l’Univers

Si l’on ne sait pas grand chose sur le destin final des astres et encore moins des galaxies, il faut néanmoins concilier ce cycle interne supposé avec celui de l’expansion de l’univers qui se conclut nécessairement par une reconcentration de la matière (big-Crunch) : l’idée d’une expansion infinie étant par définition contradictoire avec le principe du cycle.

Normalement, le big-Crunch prévoit un retour de l’ensemble de la matière au chaos originelle, une dissociation de l’ensemble des atomes pour reconstituer la soupe primitive, mais on ne décrit pas le mode de dislocation des astres  refroidis ni comment les atomes doivent éclater pour se transformer en rayonnements.

Le cycle de la matière est simplement esquissé dans un problématique big-crunsh prévoyant une décomposition des tous les éléments en rayonnements. La aussi, il s’agit d’une faiblesse extrême de la théorie car on ne saurait arrêter le temps de l’Univers aux seuls 12 ou 13 milliards d’années.

3 – Le refus d’un schéma évolutif entre les différents types de galaxie

La théorie standard se refuse à admettre que la classification de Hubble des galaxies puisse constituer une séquence évolutive entre les différentes formes recensées, bien qu’il soit admis un âge moyen variable des étoiles d’un type de galaxie à une autre et que la couleur des galaxies les classes dans des catégories spectrales différentes  (or une catégorie spectrale est un indicateur de l’âge d’une étoile ).

1) L’âge d’une galaxie peut être déduit du diagramme couleur magnitude construit pour les étoiles et donnant le point de séparation avec la séquence principale. Les études menées ont conclu que toutes les galaxies avaient le même âge et qu’ainsi les irrégulières, qui comportent une très grande majorité d’étoiles jeunes et chaudes, sont nées dans le même temps que les étoiles vieilles des elliptiques massives. Il semble bien que ces conclusions aient essentiellement l’obligation de s’accorder avec les contraintes théoriques de la cosmogénèse du big-bang. En effet on ne peut affirmer dans le même temps que les galaxies irrégulières comportent des étoiles bien plus jeunes mais que les galaxies ont strictement le même âge. En supposant que les irrégulières comportent des étoiles d’un âge identique à celle des elliptiques, il est certain que la naissance de la plupart d’entre-elles est bien postérieure et que, il y a 15 milliards d’années (date supposée de naissance de toutes les galaxies), les irrégulières n’avaient pas leur configuration actuelle et que par conséquent, leur forme a subit une évolution et devait être une simple association d’étoiles comme on observe aujourd’hui. On doit bien constater que ce groupe d’étoiles s’est constitué en galaxie irrégulière par adjonction de nouveaux membres  et qu’ainsi il se trouve nécessairement un principe de mutation dans le temps dans l’organisation des galaxies.

2) Pour le passage d’une forme à une autre, l’intervalle de masse entre les elliptiques géantes et naines serait trop grand : une galaxie elliptique géante est en moyenne 30 fois plus massive qu’une spirale. Selon les détracteurs d’une théorie évolutive, il faudrait donc que les spirales aient la même masse que les elliptiques puis que leur forme évolue avec la même quantité d’étoiles. Une telle objection n’est pas très convaincante car on a observé de grosses galaxies elliptiques dites  » cannibales  » et leur taille anormalement élevée est due à l’absorption de galaxies naines situées à proximité. Notre galaxie est d’ailleurs en trains d’absorber les nuages de Magellan et toute porte à croire que sa forme va évoluer vers toujours plus de concentration au centre, un renforcement des barres et un rétrécissement des bras spiraux. On est en droit de penser que la masse plus importante des galaxies elliptiques est effectivement due à l’agglomération de galaxies et d’étoiles sans cesse plus nombreuses au cours du temps. Si on observe les spirales moins massives en moyenne que les elliptiques cela semble tout à fait normal est naturel si on se convainc que les galaxies elliptiques sont d’anciennes spirales évoluées. Ayant absorbé au cours de leur évolution galaxies et étoiles supplémentaires, une galaxie elliptique doit donc comporter, par définition, une masse plus importante d’étoiles comme il apparaît justifié qu’un arbuste soit de taille et de masse moins importantes qu’un vieil arbre centenaire !

3)  S’opposer à une théorie de l’évolution séquentielle conduit à considérer contre l’évidence que la gravitation ne joue aucun rôle dans la structuration et l’évolution des galaxies. Or il est certain que la lente descente vers le cœur galactique de toutes les étoiles a pour conséquence la modification de l’organisation spatiale des masses entre elles.

La justification du mode de condensation par un agent externe implique impérativement que la galaxie soit en partie constituée pour justifier la création au moyen des ondes de densité. Mais dans cette hypothèse, il s’agira d’expliquer comment on passe d’une structure sphérique du nuage originel étendue sur  plusieurs millions d’années lumière à la  structure plane spirale actuelle.Les galaxies se formeraient par une contraction d’un nuage de gaz en rotation donnant naissance aux premières étoiles puis, sous l’effet de la rotation, le nuage s’aplatirait. Nous nous trouvons ici devant un schéma engendrant nombre de difficultés mécaniques que nous ne rencontrons pas dans la thèse d’une constitution progressive des galaxies. Dans la thèse dite hiérarchique, les galaxies seraient des structures de regroupement progressif des étoiles nées en des temps différents: les étoiles les plus jeunes sont celles qui ont rejoint plus tardivement la galaxie, ce qui explique leur position dans les bras spiraux. Mais dans cette hypothèse, elles n’auraient pu bénéficier, pour aider à leur constitution des ondes de densité galactique et a fortiori, il n’en peut être question pour aider à la naissance des étoiles les plus vieilles constituant le bulbe et représentant la population fondatrice de la galaxie.

Pour certains théoriciens, toutes les galaxies sont nées en même temps et il ne saurait y avoir  de naissance actuelle. La galaxie serait un système originel regroupant des astres destinés à demeurer toute leur existence ensemble, à l’exemple du système solaire. Cependant dans les galaxies, des étoiles nouvelles apparaissent et nous avons  ainsi deux temps : celui de la naissance de la galaxie comprenant la majeure partie des étoiles puis des apparitions d’astres nés postérieurement. Nous devons recourir à deux modes de genèse différentes : un pour le cœur avec le processus de fluctuation de densité d’origine mystérieuse, l’autre pour les étoiles nées dans les bras avec les ondes de densité mais qui résulteraient cette fois d’une cause interne à la galaxie.

- a) Les galaxies se formeraient par une contraction d’un nuage de gaz en rotation donnant naissance aux premières étoiles. L’observation infrarouge révèle des sources brillantes sans contrepartie optique dans notre galaxie. On en déduit qu’il s’agit de « cocon » d’étoiles en train de naître. De telles sources ont été trouvées si nombreuses dans la voie lactée qu’il doit naître une étoile chaque année. Si cette statistique est vérifiée, la production d’étoiles a pu s’étaler tout au long des 10 milliards d’années depuis la naissance de notre galaxie qui ne comprend que deux milliards d’étoiles. Cela signifie qu’elle était plus pauvre à l’origine, ce qui semble contredire la thèse d’une naissance simultanée de la grande majorité des étoiles la composant. On peut penser par ailleurs que la masse des nuages cosmiques était plus important au tout début de l’ère universelle qu’aujourd’hui et qu’on devrait plutôt constater une diminution progressive, voir un arrêt de la production astrale.

- b) Il s’agit de savoir si les différents types de galaxies recensées (irrégulières, spirales, elliptiques) peuvent être intégrés dans un schéma évolutif. Si la galaxie constitue un système de regroupement progressif d’étoiles, celle-ci est postérieure à l’existence des astres qui la composent. Si par contre, comme semble l’admettre implicitement la théorie standard, les galaxies sont premières, il devient impossible de lire la classification de Hubble sur un mode évolutif : les spirales ont été structurées selon cette forme dés l’origine, de même que les irrégulières, les elliptiques et les lenticulaires. A cette vision statique, certains auteurs y introduisent du dynamisme : ils affirment qu’au cours de la rotation galactique, les bras spiraux devraient s’étirer au  point de disparaître au bout d’un milliard d’années environ.

- c)  Cette conception suppose que l’évolution galactique va vers toujours moins de concentration, pour aboutir à une destruction de la structure ordonnée de galaxies. Cependant des bras spiraux réguliers sont couramment observés autour d’objets âgés, par exemple autour de notre galaxie. Il devient alors nécessaire d’imaginer un  phénomène de préservation de la structure spirale, qui est attribué à  une onde de densité dont la propagation a pour effet de stimuler la formation d’étoiles dans les bras et d’éviter la dislocation de ces derniers. Mais cette onde de densité est une hypothèse ad hoc qui ne semble n’avoir d’autre fondement que la nécessité de justifier le maintient de la structure spirale qui relèverait davantage des principes de la gravitation. La question étant en effet de savoir, puisqu’il s’agit d’une onde, quelle est la substance porteuse de cette onde et l’origine de l’énergie qui la suscite. A priori, l’onde de densité est un objet fabriqué pour la circonstance et qui ne semble pas avoir un statut physique suffisamment fondé.

Cette conception suppose que l’évolution galactique va vers toujours moins de concentration, pour aboutir à une destruction de la structure ordonnée de galaxies. Cependant des bras spiraux réguliers sont couramment observés autour d’objets âgés, par exemple autour de notre galaxie. Il devient alors nécessaire d’imaginer un  phénomène de préservation de la structure spirale, qui est attribué à  une onde de densité dont la propagation a pour effet de stimuler la formation d’étoiles dans les bras et d’éviter la dislocation de ces derniers.

Mais cette onde de densité est une hypothèse ad hoc qui ne semble n’avoir d’autre fondement que la nécessité de justifier le maintient de la structure spirale qui relèverait davantage des principes de la gravitation.

La question étant en effet de savoir, puisqu’il s’agit d’une onde, quelle est la substance porteuse de cette onde et l’origine de l’énergie qui la suscite. A priori, l’onde de densité est un objet fabriqué pour la circonstance et qui ne semble pas avoir un statut physique suffisamment fondé.

*************THEORIE ET OBSERVATIONS

1 – Compte rendu d’observation : la condensation jamais observée d’un nuage interstellaire

Ce qui était avant considéré comme un trou dans le ciel est maintenant connu des astronomes comme étant un nuage moléculaire. Ici, une grande concentration de poussière et de gaz moléculaire absorbe pratiquement toute la lumière visible émise par les étoiles de l’arrière-plan. Leurs contours particulièrement sombres contribuent à faire de l’intérieur des nuages moléculaires un des endroits les plus froids et les plus isolés de l’Univers. Une des plus remarquables de ces nébuleuses par absorption est un nuage en direction de la constellation du Serpentaire connu sous le nom de Barnard 68, photographié ci-dessus. On ne sait pas exactement comment se forment les nuages moléculaires tels que Barnard 68, mais on pense que ces nuages sont eux-mêmes probablement un lieu où de nouvelles étoiles se forment. Et de fait, de récentes études ont montré que Barnard 68 était probablement en train de se contracter pour donner naissance à un nouveau système solaire. Il est possible de voir directement à travers ce type de nuage en les observant en lumière infrarouge.

Les conditions physiques dans les nuages interstellaires qui donnent naissance aux étoiles sont encore mal connues. En particulier dans les cœurs denses, berceaux des étoiles, la température est si froide que les molécules se condensent en glaces sur les grains de poussière, et l’on manque d’informations. Une équipe de chercheurs animée par un astronome de l’Observatoire de Paris vient de cartographier un de ces cœurs pré-stellaires, en se servant des molécules qui sont les dernières à « geler »: N2H+ et N2D+. Leurs modèles montrent que la température descend jusqu’à 7 degrés à peine au-dessus du zéro absolu dans ce nuage.

A partir d’un modèle de transfert radiatif (modèle qui essaie de reproduire l’émission des molécules pour la comparer à celle observée), il a été possible de déduire les paramètres qui décrivent le mieux le cœur pré-stellaire). Le cœur est encore plus froid que ce qui était proposé à ce jour, descendant à seulement 7 K au-dessus du zéro absolu. Dans ces conditions extrêmes de température, et loin à l’intérieur du nuage, même les molécules azotées disparaissent de la phase gazeuse, ce qui signifie que leurs molécules mères (comme N2) viennent se coller sur les grains. Dans cette zone extrêmement froide, où la turbulence disparaît également, toutes les conditions semblent réunies pour que l’effondrement commence et mène à la formation d’une étoile.

Mais les astronomes ne comprennent pas comment on passe d’un nuage moléculaire inerte à cet astre brillant.«Il nous manque un morceau du puzzle, explique Laurent Vigroux, directeur de l’Institut d’astrophysique de Paris. Nous n’avons encore jamais vu l’étape de la condensation du nuage.» Car cet épisode de la gestation se déroule à des températures froides, uniquement visibles en ondes radio et infrarouge. Lorsque les télescopes optiques parviennent à déceler une lueur au sein d’un nuage, il est déjà trop tard : l’étoile est née ou sur le point de naître.

Commentaires

On nous demande de croire et d’adhérer à un modèle de genèse des étoiles dont on ne dispose d’aucune preuve observationnelle avérée. L’astrophysique possède un modèle et un seul pour expliquer cette genèse toute entière redevable de l’effondrement d’un nuage sur lui-même. Aussi, le travail des théoriciens va-t-il consister à faire entrer de force les observations dans ce cadre théorique étroit en multipliant les « probablement » et autres supputations gratuites ne reposant sur aucun fondement sérieux. Ainsi, à partir d’un nuage extrêmement froid il est dit : la turbulence disparaît également, toutes les conditions semblent réunies pour que l’effondrement commence et mène à la formation d’une étoile. Il s’agit d’un raisonnement de type performatif où l’affirmation seule fait exister le phénomène. On ne voit pas en quoi et comment un nuage hyper froid, quasi statique va naturellement se condenser et passer de la température de 7K à quelques milliards que supposent les réactions nucléaires de synthèse. Quand on cherche à comprendre pourquoi de telles distorsions de la raison sont rendues possibles chez les scientifiques les plus chevronnés, nous ne trouvons d’autre explication que celle-ci : il FAUT qu’il en soit ainsi car le modèle le prévoit d’autant que celui-ci a reçu l’adhésion de toute la communauté scientifique. La vérité n’est donc plus affaire de preuves épistémologiquement encadrées, règlementées, mais relève d’un mimétisme collectif.

2 – Compte rendu d’observations : Sanduleak  sn1987a

1) En 1987, de nombreux astronomes eurent la joie d’observer l’explosion d’une étoile ! C’était une supergéante bleue appartenant au Grand Nuage de Magellan, galaxie naine voisine. Depuis plus de 23 ans, elle comble de bonheur les astrophysiciens qui l’étudient. SN 1987 A fut visible plusieurs mois, atteignant la magnitude + 3 au plus fort de l’explosion et ce, à une très grande distance de nos observatoires. Pour toutes ces raisons, cette supernova est un des objets les plus importants et notables de l´astronomie moderne.

C’est, en effet, une rare occasion d’observer les évolutions d’un phénomène d’une aussi grande puissance, comme la création d’éléments lourds et radioactifs, leurs répartitions et leurs collisions avec les rayonnements violents jaillissant du cœur de l’étoile effondrée ou la projection de neutrinos (première observation mondiale en 1987 de cette matière insaisissable)

Une seconde émission fut ensuite produite par les isotopes radioactifs synthétisés dans le noyau de la supernova (les isotopes du Na-22, Al-26, Ti-44, Co-56, Ni-56, Fe-60). Leur désintégration en l’espace de quelques mois ou de quelques années généra un rayonnement a (hélions), b (électrons) et g, ce dernier n’ayant été « visible » si l’on peut dire, qu’une fois l’enveloppe transparente à ce rayonnement.

2) Une géante bleue et non rouge.

Sanduleak  sn1987a était une supergéante bleue ayant une masse initiale d’environ 20 masses solaires. Le fait qu´il s´agisse d´une supergéante bleue et non rouge fut une surprise car l´on considérait alors que seules les étoiles au stade de supergéantes rouges finissaient en supernovas. Certaines autres caractéristiques font de la supernova une explosion légèrement atypique. Plus de 20 ans après son explosion, la recherche du résidu compact (plus probablement étoile à neutrons) laissé par l´explosion a pour l´instant échoué, mais demeure également active.

3) L’éjection de matière par les pôles.

Sinfoni est installé sur le VLT de l’Eso. Avec les informations fournies par ce spectrographe, il a été possible de réaliser la première représentation en trois dimensions de la supernova. L’image obtenue permet de constater que la matière n’a pas été éjectée de la même façon autour de l’étoile mais suit des directions privilégiées, donnant à la supernova l’aspect d’un diabolo géant. La matière, qui voyage à 100 millions de kilomètres à l’heure, s’échappe de part et d’autre de Sanduleak sous la forme de deux « ronds de fumée ».

4) Le récit mythique de l’histoire d’une super nova

Il y a 30000 ans, durant la phase pré-supernova, l’étoile supergéante bleue Sanduleak -69°202 est devenue une géante rouge suite au manque de combustible nucléaire dans son noyau. Ce phénomène déclencha immédiatement des réactions nucléaires comme le flash de l’hélium qui se produisit à plusieurs reprises dans les couches d’hydrogène entourant le noyau. La chaleur libérée fut tellement intense que cela provoqua une dilatation soudaine des couches supérieures de son atmosphère.

Lorsque son noyau atteignit une température de 1.5 milliards de degrés et tant qu’il y eut du combustible nucléaire, les réactions de fusion se sont accélérées dans le noyau et les atomes se sont transformés en éléments de plus en plus lourds. L’étoile consuma d’abord le néon issu de la transformation du carbone.

20000 ans avant d’exploser, son compagnon binaire devint à son tour une étoile géante rouge et commença à perdre son atmosphère supérieure au profit de l’étoile Sanduleak plus massive. Suite à cette interaction l’étoile centrale finit par désagréger son compagnon comme un nettoyeur à haute pression aspirant tout sur son passage. Le gaz tombant sur l’étoile forma un anneau d’accrétion légèrement elliptique autour de celle-ci dont la partie centrale fut rapidement vidée de son contenu, soufflée à plus de 1000 km/s par le champ magnétique de Sanduleak. Sanduleak libéra également un anneau en forme de diabolo dans l’espace interstellaire.

5) L’étoile explosée est toujours présente

En juin 2011 Herschell a mis en évidence une petite tache de lumière diffuse située à l’endroit même de la supernova SN1987A, une étoile qui explosa il y a 24 ans en Février 1987.

D’étoile géante bleue, elle devint rapidement une petite étoile bleue très chaude. En raison de la décroissance radioactive des éléments lourds produits au cours de l’explosion, en l’espace de deux mois la supernova perdit deux magnitudes. Elle se refroidit graduellement et passa d’une couleur bleue vive à une coloration rouge-rubis terne.

Il fallut également attendre que l’enveloppe de gaz se dilue dans l’espace pour détecter l’étoile neutron. Cela peut varier de quelques mois jusqu’à 10 ans, en fonction de la vitesse des gaz et de la masse éjectée. Depuis 1987 les radioastronomes écoutent l’étoile de Sanduleak SN1987A, attendant impatiemment les premières émissions de l’éventuel pulsar. Jusqu’à présent toutes les mesures corroborent l’hypothèse que l’astre qui implosa est une étoile à neutron et non pas un pulsar

Commentaires

L’étoile sandulak est l’héroïne mythique de l’astrophysique contemporaine censée justifiée toutes les thèses sur la genèse et le développement des étoiles et notamment la production postérieure au big bang des éléments lourds. Ceux-ci seraient systématiquement produits lors de l’explosion de super nova telle que SN 1987A. Nous pouvons relever un certain nombres d’observations qui vont à l’encontre des thèses de l’astrophysique standard qui se trouve obligée à chaque fois de forcer les interprétations pour les faire rentrer dans le cadre étroit de la théorie dominante.

1) Le stade de géante rouge supposé précéder l’explosion n’a jamais été atteint puisqu’il s’agit d’une géante bleue.

2) Le compagnon qui doit servir de déclencheur à ces SN de type II n’a pas été repéré avant l’explosion

3) La forme en diabolo des gaz échappés est caractéristique des jeunes étoiles naissante qui perdent leur matière par les deux pôles Cette géométrie des gaz n’est donc pas significative d’une explosion d’une étoile, la matière devant partir en gerbe dans toutes les directions.

4) L’étoile centrale n’a pas disparue mais est passée de la couleur bleue au rouge, ce qui signifie qu’après une période éruptive active (comme tous les astres « normaux ») elle a trouvé un régime plus calme de développement

5) Consécutivement, aucune étoile à neutron en tant que telle, et encore moins de pulsar n’ont été repérés, ce qui infirme la thèse standard, bien que les astrophysiciens soient toujours en attente. Nous pouvons dès à présent prédire qu’ils ne trouveront qu’une protoétoile « normale » de 10/15 masse très dense en train de refroidir lentement, ne devant pas tarder à se recouvrir d’hydrogène.

Ainsi SN pourrait bien devenir l’héroïne des thèses que nous défendons à savoir qu’il s’agit d’une      étoile naissante en train de produire et synthétiser en son cœur tous les éléments. La forme en diabolo des gaz émis, l’éjection des éléments lourds produits dès la phase de jeunesse, le maintien de l’étoile après sa phase active, la couleur bleue d’origine, sont autant d’arguments pour étayer la nouvelle astrogenèse que nous avons longuement exposée sur ce blog.

3 – Théorie de l’effondrement gravitationnel : les problèmes

a) L’idée de base est que la matière qui commence à s’effondrer transforme l’énergie potentielle en énergie cinétique dans sa chute. Cette énergie cinétique produit un échauffement, donc une pression, qui contrecarre la chute. Il est donc naturel d’envisager un équilibre.La partie du nuage extérieure à la sphère n’a aucune influence gravitationnelle sur elle, si nous lui supposons aussi la symétrie sphérique, condition raisonnable dans un nuage assez grand. La surface de la sphère considérée est soumise à une pression P non nulle, puisqu’elle se trouve incluse dans un nuage de densité non nulle.

Enfin, elle est isotherme : la température à l’intérieur d’un tel nuage est la même partout ; elle est de l’ordre de 100 K dans les nuages d’hydrogène atomique, et de 10 K seulement dans les nuages moléculaires. De plus, la densité est si faible que, même après une assez forte contraction, le nuage restera suffisamment dilué pour être transparent, et laisser échapper l’énergie produite en son sein. Dans ces conditions, sa température n’augmentera pas, et la transformation se fera à température constante. On dit qu’elle est isotherme.

Soit R le rayon de la sphère considérée.

Un calcul assez simple montre que la pression P₀ à la surface de la sphère est de la forme :

P₀ = a / R³ – b / R⁴

Le premier terme représente la pression du gaz (qui pousse le gaz vers l’extérieur), le second l’autogravitation du nuage (qui l’attire vers le centre). a et b sont des constantes positives dépendant de la masse de la sphère et de sa température. Le premier terme est positif, le second négatif. Puisqu’ils font intervenir R à des puissances différentes, l’un varie plus vite que l’autre.

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 !

Commentaires (a)

Il est dommage que notre auteur ne nous explique pas comment : « Un calcul assez simple montre que la pression P₀ à la surface de la sphère est de la forme :

P₀ = a / R³ – b / R⁴

Qui suppose que b augmente en R4 et que toujours la gravitation est supérieure à la résistance de la pression du gaz alors même que « la densité est si faible que, même après une assez forte contraction, le nuage restera suffisamment dilué pour être transparent, et laisser échapper l’énergie produite en son sein ».

b) Les nuages moléculaires géants sont capables de résister à la force de gravité qui devrait les faire s’effondrer sur eux-mêmes. Plusieurs processus interviennent pour assurer une relative stabilité. D’abord, les étoiles proches réchauffent le gaz des nuages, ce qui se traduit par une agitation des molécules donc par une force de pression interne qui peut résister à la gravité.

Ensuite, le nuage n’est pas immobile mais tourne sur lui-même. Les molécules de gaz sont de ce fait soumises à une force centrifuge qui les empêche de tomber vers le centre du nuage. Enfin, le champ magnétique interstellaire est également à l’origine d’une force contribuant à la stabilité.

Cette situation ne dure cependant pas éternellement car certains facteurs peuvent rompre l’équilibre et déclencher un effondrement gravitationnel. Une première possibilité est le passage du nuage dans une zone de haute densité de matière.

Une autre cause possible est l’explosion d’une supernova. Cet événement donne lieu à une formidable onde de choc qui compresse violemment les régions qu’elle traverse et peut donc provoquer l’effondrement gravitationnel d’un nuage moléculaire géant. C’est d’ailleurs ce scénario qui est retenu pour expliquer la formation du Soleil.

Commentaires  (b)

En définitive et comme on le constate, il faut des conditions externes au nuage pour entamer le processus d’effondrement, les contraintes internes étant notoirement insuffisantes. L’astrophysique actuelle rencontre d’énormes difficultés à justifier son astrogenèse selon ce processus, mais cela importe peu, finalement. Nous sommes devant un phénomène d’aveuglement collectif où chacun est invité à « croire » cette explication possible puisqu’il n’existe pas d’autre alternative.