Nuage moléculaire

En astronomie, les nuages moléculaires sont des nébuleuses interstellaires qui ont une densité et une taille suffisante pour permettre la formation de H₂, l'hydrogène moléculaire. Cependant, il est complexe de détecter cette molécule et la molécule la plus employée pour tracer les molécules de H₂ est le monoxyde de carbone CO. Le rapport entre la luminosité du CO et la masse de H₂ est plus ou moins constant, quoiqu'il y ait des raisons de douter de cette constante lors de l'observation de certaines autres galaxies.

Dans la Voie lactée, les nuages moléculaires représentent approximativement la moitié de toute la masse de gaz dans la région dans l'orbite du Soleil, faisant d'eux un composant significatif du disque galactique. Les catalogues des nuages montrent que l'essentiel de la masse moléculaire est concentrée dans l'objet le plus massif, qui comporte plusieurs million de masses solaires. Ils sont localisés dans un plan d'environ 50-75 parsecs, bien plus mince que les autres composants gazeux comme l'hydrogène atomique et ionisé. On pense qu'ils se trouvent essentiellement dans les bras en spirale, mais il est complexe de la vérifier dans notre galaxie à cause de la difficulté d'estimer les distances et dans d'autres galaxies parce que les observations à haute résolution (qui peuvent montrer clairement les bras en spirale) ne sont pas sensibles à un fond uniforme d'émission de CO.

À notre connaissance, dans l'univers actuel, la création des étoiles se produit exclusivement dans les nuages moléculaires. C'est une conséquence normale de leurs basses températures et de leur densités assez élevées et de l'observation que les grands nuages où se forment les étoiles sont fortement confinés par leur propre gravité (comme les étoiles, les planètes et les galaxies) plutôt que par une pression externe (comme les nuages dans le ciel). La preuve vient du fait que les vitesses des turbulences déduites par la largeur des raies de CO fluctuent de la même manière que leur vitesse orbitale (cfr. théorème du viriel).

La physique des nuages moléculaires est mal comprise et fortement débattue. Leurs mouvements internes sont régis par la turbulence dans un gaz froid et magnétisé dans lequel la vitesse des turbulences est fortement supersonique mais identique aux vitesses des perturbations magnétiques. On pense que cet état perd rapidement son énergie, strict soit un effondrement global soit une réinjection régulière d'énergie. En même temps, on sait que ces nuages sont perturbés par un certain processus, sans doute les effets provenant des étoiles massives proches, avant qu'une fraction significative de leur masse soit devenues des étoiles.

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