Dans le désert d'Atacama, où l'altitude raréfie l'air et rapproche le ciel, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) s'impose comme l'un des outils les plus performants de l'astronomie contemporaine. Ce réseau de radiotélescopes, fruit d'un partenariat international, permet de sonder les zones les plus froides et poussiéreuses de l'Univers, là où les étoiles prennent vie. Les observations récentes d'ALMA, publiées en mai 2026, ont révélé un résultat inattendu : au sein des plus petits « grains » à partir desquels se forment les amas stellaires massifs, la turbulence chaotique semble l'emporter sur l'ordre des champs magnétiques.
Artist impressions of the magnetic field distribution around and within the molecular cloud clumps. The 1-pc scale clump is penetrated by the magnetic field, which is ordered and perpendicular to the clump’s long axis (left panel).
Les étoiles massives, dont la masse dépasse au moins huit fois celle du Soleil, jouent un rôle déterminant dans l'évolution des galaxies. Elles émettent un rayonnement ultraviolet intense, génèrent de puissants vents stellaires, enrichissent le cosmos en éléments lourds et terminent leur existence en explosions de supernovae. Pourtant, le mécanisme exact de leur formation au cœur de pépinières stellaires denses restait un mystère. Les scientifiques savent depuis longtemps que les vastes nuages moléculaires se fragmentent en structures de plus en plus fines : d'abord en amas, puis en grumeaux, et enfin en condensations compactes d'environ 0,01 parsec. Ces condensations constituent les structures « parentes » directes des disques protostellaires et des futures étoiles ou systèmes multiples serrés.
Les champs magnétiques ont longtemps été considérés comme les principaux « régulateurs » de ce processus. À l'échelle des grands nuages et des grumeaux (plus de 0,1 parsec), le gaz se comprime plus facilement le long des lignes de force magnétique que perpendiculairement à celles-ci. En conséquence, les structures résultantes sont souvent étirées perpendiculairement au champ. Cependant, aux échelles les plus réduites, là où les étoiles individuelles se forment, la situation s'avère bien différente.
Une équipe internationale dirigée par Junhao Liu (Université de Nanjing) a analysé les données de la plus vaste étude d'ALMA à ce jour sur la polarisation de la poussière dans les zones de formation d'étoiles massives (le projet MagMaR), examinant des centaines de condensations compactes dans 30 régions de la Voie lactée. Les grains de poussière s'alignent le long des lignes magnétiques, polarisant ainsi le rayonnement dans les ondes millimétriques. Cela permet de « visualiser » l'orientation du champ avec une résolution atteignant les centaines d'unités astronomiques.
Le résultat est surprenant : aux petites échelles, les condensations sont le plus souvent étirées parallèlement aux champs magnétiques locaux, contrairement à ce que l'on observe à grande échelle. La comparaison avec des simulations magnétohydrodynamiques en trois dimensions a démontré que cette configuration survient lorsque la turbulence domine le magnétisme. Les flux turbulents compriment le gaz en structures aplaties, renforçant les composantes du champ le long de leur axe d'élongation.
« Champs magnétiques ou turbulence ? C'est une bataille cosmique entre l'ordre et le chaos, souligne Liu. À grande échelle, les champs ordonnés structurent les nuages, mais lors de la formation des étoiles individuelles et des amas, ils s'inclinent face au chaos. »
Par ailleurs, les chercheurs ont mis en évidence un décalage statistique entre l'orientation des champs magnétiques et les axes de rotation des condensations. Ce manque d'alignement pourrait atténuer le freinage magnétique, permettant au gaz de conserver son moment cinétique et de former de vastes disques protostellaires — un facteur essentiel pour la croissance des étoiles massives et la genèse de systèmes multiples.
Ces conclusions ne remettent pas totalement en cause le rôle des champs magnétiques, qui contribuent probablement à l'organisation des grands nuages. Toutefois, aux échelles réduites décisives, c'est la turbulence qui donne le ton. Les observations d'ALMA, alliant une sensibilité extrême à une résolution inédite, ont permis pour la première fois d'étudier systématiquement cette physique. Ces travaux, publiés dans Nature Astronomy, bouleversent les conceptions établies sur la formation des amas d'étoiles massives et soulèvent de nouvelles interrogations pour la théorie et la modélisation.
Chaque découverte de ce type rappelle la complexité et la richesse du processus de formation stellaire. ALMA continue de dévoiler les mécanismes cachés par lesquels, à partir du gaz cosmique froid, naissent les astres qui forgent le destin des galaxies.
