explorer-la-source-des-étoiles-et-des-planètes-en-laboratoire
Une nouvelle méthode pour vérifier une explication théorique largement répandue mais non prouvée, de la formation des étoiles et des planètes a été proposée par les chercheurs du laboratoire de physique des plasmas de Princeton, du ministère américain de l’Énergie. Cette méthode s’inspire de la simulation de l’expérience de Princeton sur l’instabilité magnétorsionnelle (IRM), un dispositif de laboratoire unique qui vise à démontrer le processus d’IRM dont on pense qu’il a rempli le cosmos de corps célestes.

Poussière cosmique

Ce nouveau dispositif, conçu pour reproduire le processus qui provoque l’effondrement des nuages de poussière et de plasma cosmiques en étoiles et en planètes, est constitué de deux cylindres concentriques remplis de fluide qui tournent à des vitesses différentes. Ce dispositif cherche à reproduire les instabilités qui, pense-t-on, provoquent l’effondrement progressif des nuages tourbillonnants en raison de ce que l’on appelle leur moment angulaire et leur effondrement dans les corps en croissance en orbite. Ce moment maintient la Terre et les autres planètes fermement sur leur orbite.
« Dans nos simulations, nous pouvons réellement voir l’IRM se développer dans les expériences », a déclaré Himawan Winarto, auteur principal d’un article dans cette étude. Ce système proposé permettrait de mesurer la force du champ magnétique radial, ou circulaire, que le cylindre intérieur en rotation génère lors des expériences. Comme la force du champ est fortement corrélée aux instabilités turbulentes, les mesures pourraient aider à identifier la source de la turbulence.
« Notre objectif global est de montrer au monde que nous avons vu l’effet de l’IRM en laboratoire », a déclaré le physicien Erik Gilson, coauteur d’un article. « Ce que Himawan propose, c’est une nouvelle façon de regarder nos mesures pour aller à l’essentiel de l’IRM ».

Des résultats surprenants

Ces simulations ont donné des résultats surprenants. Alors que l’IRM n’est normalement observable qu’à une vitesse de rotation du cylindre suffisamment élevée, les nouveaux résultats indiquent que des instabilités peuvent probablement être observées bien avant que la limite supérieure de la vitesse de rotation expérimentale ne soit atteinte. « Cela signifie des vitesses beaucoup plus proches de celles que nous avons maintenant », a déclaré Mme Winarto, « et projette la vitesse de rotation que nous devrions viser pour voir l’IRM ».
Un des principaux défis pour repérer la source de l’IRM est l’existence d’autres effets qui peuvent agir comme l’IRM, mais qui ne sont pas en fait le processus. Parmi ces effets trompeurs, on peut citer les instabilités de Rayleigh, qui divisent les fluides en plus petits paquets, et le transport d’Ekman, qui modifie le profil de l’écoulement des fluides. Ces nouvelles simulations indiquent clairement « que l’IRM, plutôt que le transport d’Ekman ou l’instabilité de Rayleigh, domine le comportement des fluides dans la région où l’IRM est prévue », a déclaré Mme Winarto.

Des résultats importants

Ces résultats jettent donc une nouvelle lumière sur la croissance des étoiles et des planètes qui peuplent l’univers. « Ces simulations sont très utiles pour vous orienter dans la bonne direction et vous aider à interpréter certains des résultats trouvés dans des expériences », a déclaré M. Gilson. « Ce que nous constatons à partir de ces résultats, c’est que les signaux pour l’IRM semblent pouvoir être vus plus facilement dans les expériences que nous ne le pensions auparavant ».
Cette recherche a été publiée dans Physical Review E.
Source : Princeton Plasma Physics Laboratory
Crédit photo : Pixabay

Explorer la source des étoiles et des planètes en laboratoiremartinEspace
Une nouvelle méthode pour vérifier une explication théorique largement répandue mais non prouvée, de la formation des étoiles et des planètes a été proposée par les chercheurs du laboratoire de physique des plasmas de Princeton, du ministère américain de l'Énergie. Cette méthode s'inspire de la simulation de l'expérience de...