Frédérique Motte (AIM, CEA-Saclay) Efficacité de formation stellaire dans les nuages moléculaires de la Voie Lactée : La formation d’étoiles y est-elle toujours « calme » ? Frédérique Motte (AIM, CEA-Saclay) - Quelques définitions à l’échelle des nuages moléculaires de notre Galaxie. - Des régions de formation stellaire « calmes » et actives…

Les nuages moléculaires de notre Galaxie Carte 12CO de notre Galaxie (Dame et al. 1987) 50 pc Carte de l’extinction en IR proche des nuages moléculaires d’Orion (Bontemps et al., données 2MASS)

Les cœurs pré-stellaires et proto-étoiles Le proto-amas NGC2068 à 850 mm Motte et al. 2001 Ces objets sont détectables en continuum (sub)mm et avec des traceurs moléculaires de haute densité (e.g. CS, NH3…). Cœur pré-stellaire Proto-étoile Fragments de nuage Taille: 0.01-0.1 pc Densité: 105 - 106 cm- 3

Scénario de formation des étoiles de type solaire (modifié à partir de Shu et al. 1987 et André, Ward-Thompson, Barsony 2000) A) Coeur pré-stellaire (105-106 ans) Fragmentation et effondrement B) Proto-étoile (105 ans) Accrétion et éjection Nuage moléculaire Flot bipolaire Classe 0 (M* < Menv) Classe I (M* > Menv) Enveloppe 104 AU ~ 0.1 pc Proto-étoile C) Etoile pré-séquence principale (106-107 ans) Contraction gravitationnelle de l’étoile Classe II Classe III

Régions de formation d’étoiles Taureau (140 pc) W43 (5.5 kpc) MSX 21 µm 10 pc 10 pc Near-IR extinction map Padoan, Cambrésy, Langer 2002 IRAM 1.3mm Motte et al. 2003 Cygnus X Cygnus X (1.7 kpc) KOSMA 13CO 100 pc MSX 8 µm Schneider et al. 2006

Efficacité de formation d’étoiles (SFE) SFE = efficacité de transformation de la masse de gaz (moléculaire) en masse d’étoiles A des échelles < 100 pc, la SFE est estimée par la comparaison de la masse ou du spectre de masse des populations actuelles d’étoiles jeunes (106 ans) et de structures pré-stellaires (105 - 106 ans) d’un complexe moléculaire (ou GMC, 107 ans). Hypothèses: formation d’étoiles continue sur l’échelle de temps considérée temps de vie moyen des étoiles jeunes et structures pré-stellaires forme de la Fonction de Masse Initiale (IMF) des étoiles bons traceurs

Valeurs typiques de la SFE Nuages moléculaires 1-3% / 107 yrs (10-100 pc ; 103 cm-3) (Silk et al. 1997) Cœurs denses pré-stellaires 10-30% / 106 yrs (0.1 pc ; 105 cm-3) (Silk et al. 1997; Bontemps et al. 2001) Condensations pré-stellaires 100% / 105 yrs (0.01 pc ; 106 cm-3) (Motte, André & Neri 1998) La formation stellaire est un processus inefficace (champ magnétique, turbulence, effets « feed-back ») sauf à petite échelle et/ou grande densité: SFE ~ MJeans ~ P1/2 x T-2

Amas stellaires Galactiques « starburst » NGC 3603 7 kpc 107 L, 50 O stars Best studied Arches 10 kpc 108 L,100 O stars Galactic center /Quintuplet W49, … W43 5.5 kpc 3x106 L youngest known Cyg OB2 1.7 kpc 107 L, 120 O stars nearest known Questions reliées: Effet de l’environnement sur la SFE ? Peut-on les considérer comme des modèles miniature des galaxies « starburst » ? L’IMF est-elle différente ?

W43: une région « mini-starburst » 5 pc JHK @ 5.5 kpc dans l’anneau moléculaire de notre Galaxie Amas d’étoiles OB/WR et région HII géante: 3 106 L , 1051 Lyc 5 pc, Av = 30 mag GMC massif actif - 20 pc, 106 M 15 proto-amas formant 1 étoile massive => SFE ~ 25% /106 yr - contraction globale W43 starburst cluster: Blum et al. (1999) W43 mini-starburst region: Motte et al. (2003)

(Coordinators: Motte, Zavagno, Bontemps) Etudes de la formation stellaire à des échelles plus grandes dans un futur proche Quelques études de la formation stellaire à l’échelle de notre Galaxie: - Avec Spitzer : e.g. survey GLIMPSE Avec Herschel : Hi-Gal, Gould Belt, … Un programme clé du temps garanti dédié aux phases précoces de la formation des étoiles massives 125 hours (Coordinators: Motte, Zavagno, Bontemps) Objectif principal: découvrir les précurseurs des étoiles OB du bras le plus proche de la Galaxie