Dans les nuages ​​de poussière interstellaires, la turbulence doit d'abord se dissiper avant qu'une étoile puisse se former par gravité. Une équipe de recherche franco-allemande vient de découvrir que l'énergie cinétique de la turbulence vient se reposer dans un espace très petit à l'échelle cosmique, allant d'une à plusieurs années-lumière d'étendue. Le groupe est également arrivé à de nouveaux résultats dans la méthode mathématique :Auparavant, la structure turbulente du milieu interstellaire a été décrite comme auto-similaire ou fractale. Les chercheurs ont découvert qu'il ne suffit pas de décrire la structure mathématiquement comme une seule fractale, une structure auto-similaire connue de l'ensemble de Mandelbrot. Au lieu, ils ont ajouté plusieurs fractales différentes, ce qu'on appelle les multifractales. Les nouvelles méthodes peuvent ainsi être utilisées pour résoudre et représenter en détail les changements structurels des images astronomiques. Des applications dans d'autres domaines scientifiques tels que la recherche atmosphérique sont également possibles.

Le programme franco-allemand GENESIS (Génération de structures dans le milieu interstellaire) est une coopération entre l'Institut d'astrophysique de l'Université de Cologne, LAB à l'Université de Bordeaux et Geostat/INRIA Institut Bordeaux. Dans une publication phare de la revue Astronomie &Astrophysique , l'équipe de recherche présente les nouvelles méthodes mathématiques pour caractériser la turbulence en utilisant l'exemple du nuage moléculaire Musca dans la constellation de Musca.

Les étoiles se forment dans d'énormes nuages ​​interstellaires composés principalement d'hydrogène moléculaire, le réservoir d'énergie de toutes les étoiles. Ce matériau a une faible densité, seulement quelques milliers à plusieurs dizaines de milliers de particules par centimètre cube, mais une structure très complexe avec des condensations sous forme de " touffes " et de " filaments ", et finalement des « noyaux » à partir desquels les étoiles se forment par effondrement gravitationnel de la matière.

La structure spatiale du gaz dans et autour des nuages ​​est déterminée par de nombreux processus physiques, l'une des plus importantes est la turbulence interstellaire. Cela se produit lorsque l'énergie est transférée à partir de grandes échelles, telles que les ondes de densité galactiques ou les explosions de supernova, à des échelles plus petites. La turbulence est connue des écoulements dans lesquels un liquide ou un gaz est « agité », mais peut également former des tourbillons et présenter de brèves périodes de comportement chaotique, appelé intermittence. Cependant, pour qu'une étoile se forme, le gaz doit s'arrêter, c'est à dire., l'énergie cinétique doit se dissiper. Après ça, la gravité peut exercer une force suffisante pour rassembler les nuages ​​d'hydrogène et former une étoile. Ainsi, il est important de comprendre et de décrire mathématiquement la cascade énergétique et le changement structurel associé.