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matière interstellaire

Vie et mort des étoiles
Vie et mort des étoiles

Ensemble des gaz et des poussières situés entre les étoiles d'une galaxie.

Constituants de la matière interstellaire

L'espace qui sépare les étoiles renferme des quantités substantielles de matière, mais celle-ci est très ténue et n'est pas distribuée de façon uniforme. Une grande partie est sous forme de nuages de gaz (nuages interstellaires) constitués principalement d'hydrogène, dont la structure est extrêmement irrégulière et fragmentée. Dans la moitié environ de ces nuages, en masse, l'hydrogène est sous forme d'atomes (nuages atomiques) ; on les étudie en radioastronomie grâce au rayonnement qu'émettent ces atomes à 21 cm de longueur d'onde, et en lumière visible et ultraviolette par les raies d'absorption produites dans le spectre des étoiles par les différents atomes interstellaires. L'autre moitié est constituée de nuages plus denses, où les atomes sont combinés en molécules (nuages moléculaires) ; il est difficile d'observer leur constituant le plus abondant, l'hydrogène moléculaire (H2), mais on y détecte, par leur émission radioélectrique et infrarouge, plus de 120 molécules différentes, dont la plus étudiée est le monoxyde de carbone (CO).

Interaction avec les étoiles

Il y a une interaction permanente entre les étoiles et le milieu interstellaire. Les étoiles se forment au sein des nuages moléculaires. Elles émettent alors des jets de matière et des vents violents qui dispersent la matière interstellaire résiduelle. Le rayonnement ultraviolet des plus massives dissocie les molécules en atomes et ionise une partie de ces atomes, donnant naissance à une nébuleuse brillante (région HII). À la fin de leur vie, les étoiles de grande masse explosent (supernovae) en éjectant dans le milieu interstellaire une partie de leur matière qui s'est enrichie en éléments lourds au cours de leur évolution. Les restes de supernovae ainsi créés contiennent du gaz extrêmement chaud qui émet du rayonnement X ; après leur dispersion, ce gaz emplit une fraction importante du milieu interstellaire. C'est au sein des restes de supernovae que sont accélérées les particules chargées constituant le rayonnement cosmique. Les étoiles de masse moyenne terminent leur vie plus calmement, en éjectant aussi une partie de leur matière qui reste temporairement visible sous la forme de nébuleuses planétaires. Tous ces phénomènes contribuent à l'agitation du milieu interstellaire et à l'amplification du champ magnétique qu'il contient. La matière interstellaire est l'objet d'un recyclage continuel, formant de nouvelles étoiles qui lui restitueront une partie de leur masse, tandis que les différentes phases – nuages atomiques, nuages moléculaires, gaz ionisé, gaz très chaud – se transforment les unes dans les autres.

Le noyau des poussières que contient le milieu interstellaire est formé dans l'enveloppe des étoiles froides, et grossit par condensation de divers éléments du gaz ; les poussières sont partiellement détruites par divers phénomènes et lors de la formation des étoiles. Elles font donc, comme le gaz auquel elles sont intimement mêlées, l'objet d'un recyclage. (→ étoile, nébuleuse, supernova.)