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© Noémie Globus
Jets Astrophysiques et Rétroaction (groupe JAR)* V. Cayatte, C. Michaut, C. Sauty…
Les jets et les écoulements collimatés sont omniprésents dans l'Univers, associés à la formation des étoiles, des nébuleuses planétaires, des binaires X ou des trous noirs. Ils se constituent en structures allongées de plasma, habituellement bipolaires, rattachées au disque d'accrétion autour de la source centrale et sont le résultat d'un complexe processus magnéto-hydrodynamique (MHD) et radiatif de l'effondrement d’une partie de leur environnement. Les jets sont étudiés tant parce qu'ils sont observés à toutes les échelles qu'à cause de leur rôle dans la dissipation du moment cinétique. Cela implique de la physique hautement non-linéaire couplant la MHD, le transfert radiatif et la relativité générale pour les cas extrêmes. Un des défis les plus importants est de coupler théoriquement tous ces processus physiques pour quantifier combien d'énergie, de moment cinétique et de masse sont extraits de l'objet central et de son afflux environnant et comment ils sont ensuite injectés dans l'environnement d’ancrage. Cela requiert des modèles complexes et des simulations tant stellaires que des écoulements de disques. Donc des nouvelles simulations sophistiquées, des modèles analytiques sont nécessaires, ainsi que l’examen du développement d'instabilités. En effet, les instabilités liées aux chocs sont une source de transfert d'énergie du jet à son environnement. Il est ainsi crucial de coupler la formation du jet et sa propagation aux instabilités pour évaluer l'efficacité de la rétroaction.
En parallèle, l'*Astrophysique de Laboratoire à Haute Densité d'Énergie* se développe rapidement et donne des nouveaux outils expérimentaux pour porter la matière à des états extrêmes de densité et de température, comme en astrophysique. L’essor des lasers de nouvelle génération permettra la réalisation de jets ionisés couplant le rayonnement avec le champ magnétique. On peut donc maintenant quantifier expérimentalement les effets du jet sur son environnement.
Cette approche s'appuie sur l'existence de lois d'échelle, caractérisant la similitude entre le jet de laboratoire et son cousin dans l'Univers : jet stellaire, mais aussi son équivalent relativiste. Les jets de laboratoire apparaissent comme un outil unique pour unifier les jets sur toutes les échelles, avec l'accès aux lasers plus puissants comme la LIL et le LMJ à l'horizon 2010.
Le groupe JAR fédère des expertises complémentaires qui nous permettront d'étudier le couplage du champ magnétique avec le rayonnement, par l'approche théorique, les simulations numériques, les observations et les expériences. |
