Galaxie spirale NGC 4565. Ainsi vue par la tranche, elle
présente une distribution de matière essentiellement plane.
Crédit :
CFHT
Galaxie elliptique Messier 87 (à 20 Mpc, dans l'amas de la Vierge). Elle présente une distribution de matière tridimensionnelle.
Crédit :
CFHT
Disque protoplanétaire dans Orion, vu par la tranche.
Crédit :
HST
Disque d'accrétion de l'étoile
.
Crédit :
HST
Distribution plane ou sphérique
A toute échelle dans l'Univers, on observe des objets présentant une morphologie plutôt bidimensionnelle ou bien plutôt sous forme de tridimensionnelle.
Cette morphologie dévoile l'histoire du système, avec un rôle important ou non des collisions.
Disques d'accrétion
Le processus d'effondrement d'un nuage et de formation stellaire n'échappe pas à cette règle. Le nuage s'aplatit et forme un disque d'accrétion, qui entoure la jeune étoile.
Disque et jet de l'étoile HH30 (HH = Herbig Haro).
Crédit :
HST
Jets
Le plus souvent, le phénomène d'accrétion s'accompagne de l'émission de
jets, émis depuis la région centrale et perpendiculairement au plan du disque.
Présentation schématique de notre système solaire. Les objets les plus massifs, résultant d'un phénomène d'accrétion soutenu, se retrouvent dans le plan de l'écliptique.
Crédit :
HST
Et dans notre système solaire ?
On observe que la distribution des principaux objets du système solaire est plane. Ce plan coïncide avec le plan équatorial du Soleil : il a été défini lors de sa phase d'accrétion. Seuls les objets ayant peu interagi par collisions avec les autres - les comètes - présentent une distribution sphérique.
Objectifs
Expliquer simplement la tendance des systèmes à s'aplatir dans la phase d'accrétion.
Le moment cinétique, en bleu, marque la rotation d'ensemble du système.
Les collisions ont lieu de façon privilégiée entre objets ayant des composantes de vitesse opposées selon la direction du moment cinétique. Cette composante de vitesse est alors réduite après le choc, contrairement à la composante de vitesse orthogonale. Par collisions, la rotation d'ensemble est préservée, mais le système va s'aplatir.
Crédit :
ASM
Disque protostellaire
Suite aux nombreuses collisions, le nuage s'aplatit dans sa dimension parallèle au moment cinétique, pour former un disque perpendiculaire au moment cinétique initial.
Disque protoplanétaire
Ce n'est finalement pas un hasard si les principaux composants d'un système planétaire se retrouve dans une distribution relativement plane. Seuls les membres ayant le moins participé à l'accrétion, les plus petits, les comètes, gardent une distribution sphérique uniforme.
Ejection de vent
Une autre conséquence de la conservation du moment cinétique conduit à la créations de jets, collimatés parallèlement perpendiculairement au disque, et donc parallèlement au moment cinétique.
Régime collisionnel ou non
L'aplatissement d'un système suppose l'interaction et l'accrétion de ces composants. Un système qui ne collisionne pas et n'a jamais été en régime collisionnel reste essentiellement sphérique.
C'est le cas des amas globulaires, des galaxies elliptiques.
M15
Avant et après une collision (en bleu : le vecteur du moment cinétique représente la rotation d'ensemble du système).
Crédit :
ASM
Collisions
Les collisions conduisent à l'aplatissement du système, par annulation des composantes de vitesse parallèles au moment cinétique.