De la magnétohydrodynamique non-idéale à la structure et l'évolution des disques protoplanétaires – MHDiscs

Les disques circumstellaires sont les lieux de naissance des planètes. Ils se forment autour de jeunes proto-étoiles et se dissipent en quelques millions d'années. Les télescopes sub-millimétriques et optiques modernes tels que ALMA et VLT / SPHERE sont maintenant capables de résoudre de fines structures à l’intérieur de ces objets, tels que des anneaux, des croissants ou des spirales, sondant ainsi l'origine même de systèmes planétaires semblables aux nôtres.

Notre compréhension actuelle de ces disques s'appuie sur une modélisation très grossière d'une turbulence magnéto-hydrodynamique (MHD) hypothétique, censée jouer un rôle essentiel dans l'évolution et la structure de ces systèmes. Cependant, il existe maintenant des preuves théoriques convaincantes que ces disques sont faiblement turbulents, sinon laminaires, du fait de leur faible fraction d'ionisation et donc d'un faible couplage au champ magnétique. Ceci suggère que les processus MHD subtils contrôlent la dynamique de ces objets. De plus, mes récentes percées théoriques démontrent que ces disques gazeux peuvent s'auto-organiser, créant spontanément des structures minces étonnamment semblables à celles que nous observons.

Je propose que le calcul de modèles MHD globaux non-idéaux à partir de simulations numériques massivement parallèles apportera une nouvelle interpretation de ces observations, reliant l'évolution à long terme de ces objets à la formation de structures à grande échelle vues par ALMA et SPHERE. Le projet MHDiscs fournira des modèles d'évolution globaux fiables en couplant la dynamique du gaz à celle de la poussière et à l'irradiation, qui seront utilisés pour produire des observations synthétiques précises. Nous testerons enfin nos modèles en comparant nos prédictions aux contraintes d'observation (distribution spectral d'énergie, répartition spatiale de la poussière, contraste d'émissivité), ouvrant la voie à une compréhension plus profonde de la formation des systèmes planétaires.