Quelle est la fonction de masse initiale?
La fonction de masse initiale (IMF) a été dérivée pour la première fois en 1955 par Edwin Saltpeter, astrophysicien autrichien. Il s'agit d'une méthode de calcul de la plage de masses différentes d'étoiles qui se formeront à partir de gaz de condensation dans l'espace. C'est une forme de distribution de probabilité qui utilise des équations mathématiques et physiques complexes avec une valeur de base d'une masse solaire, qui représente la masse du Soleil de la Terre comme un point de départ pour la gamme d'autres étoiles qui vont se former. Le principe de base de la fonction de masse initiale en astronomie stellaire est qu’il est beaucoup plus courant et plus probable que des étoiles de faible masse se forment dans l’espace que des étoiles de grande masse, les étoiles ayant environ 0,5 masse solaire étant les plus communes. la galaxie de la Voie lactée à partir de 2011. Malgré ce fait, les étoiles les plus rares, d'environ 60 masses solaires ou plus, contribuent pour la plus grande partie de la lumière visible à la galaxie de la Voie lactée.
Selon la plupart des estimations astronomiques de 2011, il existe entre 200 000 000 000 et 400 000 000 étoiles dans la galaxie de la Voie lactée. La fonction de masse initiale prédit que la probabilité pour la majorité de ces étoiles est qu’elles soient inférieures ou égales à 0,9 masse solaire, alors que moins de 1% d’entre elles représentent des tailles allant de 8 à 120 masses solaires. Le FMI calcule les masses en fonction du moment où chaque étoile s'est formée, et la plupart des étoiles commencent par des étoiles naines de seulement 0,085 à 0,8 masses solaires. En vieillissant, ces étoiles de la séquence principale ont tendance à perdre de la masse et à gagner du volume.
Malgré des conditions très variables dans les régions de l’espace sous-étoiles où se forment les étoiles, les lois de puissance de la fonction de masse initiale se sont révélées vraies. Cela signifie que, que la formation d'étoiles se produise dans de petits nuages de gaz moléculaires ou dans des amas d'étoiles denses, la même distribution des plages d'étoiles se produit indépendamment de la situation. Ces observations sont en contradiction avec les théories sur la formation d'étoiles à partir de 2011 en raison de conditions telles que le fait que, dans une région de l'espace dense en métal, la distribution d'étoiles devrait inclure un pourcentage plus élevé d'étoiles de très grande taille.
On estime que dans environ 5 000 000 000 d’années, le Soleil lui-même s’étendra au fur et à mesure qu’il brûlera son hydrogène et commencera à fusionner de l’hélium en éléments plus lourds. À ce stade, le Soleil remplira un volume d'espace atteignant l'orbite de la Terre pendant environ 20% de sa durée de vie totale et conservera 50% de sa masse précédente sous la forme d'une géante rouge. Les petites étoiles, comme le Soleil, vieillissent et perdent de la masse au cours du processus, elles orientent de plus en plus la fonction de masse initiale vers le segment des masses de petite taille, en grande partie parce qu'il existe beaucoup plus d'étoiles de petite taille.