D’où viennent les étoiles et comment naissent-elles ? Cette question porte sur les origines : l’origine des étoiles et de leurs planètes, l’origine de la vie dans l’univers. Nous savons que notre Soleil a au moins une planète avec de la vie, la Terre, mais des étoiles autres que le Soleil peuvent également avoir le même potentiel. Les étoiles naissent dans de vastes usines cosmiques appelées nuages moléculaires : d’énormes volumes de gaz, principalement de l’hydrogène et de l’hélium, richement mélangés à des molécules organiques complexes et à des grains de poussière recouverts de glace. Ils commencent à se former lorsqu’une partie du nuage moléculaire parent s’effondre sous son propre poids. Au cours de ce processus, le globule qui s’effondre tourne progressivement plus vite à mesure qu’il se contracte – tout comme le fait un patineur en rapprochant ses bras de son corps. Le petit nuage d’origine est finalement transformé en un disque plat, appelé disque d’accrétion, dont le noyau donne naissance à une étoile naissante et la matière environnante à des planètes.
Le deuxième objectif de SPIP et SPIRou est d’étudier ce processus commun de formation des étoiles et des planètes, et en particulier le rôle clé que jouent les champs magnétiques dans ce processus. Par exemple, ces champs magnétiques sont suffisamment puissants pour évacuer les régions centrales des disques d’accrétion en contact direct avec les bébés étoiles et pour guider le matériau du bord interne du disque sur l’étoile à travers des entonnoirs comme la lumière à travers des fibres optiques. Les champs magnétiques des disques d’accrétion peuvent également affecter de manière cruciale la façon dont le disque est capable de se fragmenter en amas plus petits et donc la façon dont les planètes peuvent se former. Étant souvent noyées dans des cocons de poussière, les bébés étoiles ne sont souvent visibles qu’aux longueurs d’onde infrarouges.
SPIP sera ainsi particulièrement adapté et efficace pour observer de nouveaux mondes en formation de quelques centaines de milliers d’années seulement – un aperçu par rapport à la très longue durée de vie (de l’ordre de 10 milliards d’années) d’étoiles comme notre Soleil. En tant que spectropolarimètre, SPIP aura la capacité de mesurer les champs magnétiques à la surface des bébés étoiles en observant comment leur lumière vibre. SPIP cherchera également des planètes géantes en orbite très proche des bébés étoiles, pour nous aider à mieux comprendre comment les planètes géantes comme Jupiter se forment et migrent autour de leurs étoiles hôtes.
Topologie magnétique d’une étoile en formation