La science simplifiée : que sont les étoiles à neutrons ?

Avatar photo
Neutron Star Animations

Par

Animations étoiles à neutrons

Une étoile à neutrons commence sa vie en tant qu’étoile entre 7 et 20 fois la masse du soleil. Lorsque ce type d’étoile manque de carburant, elle s’effondre sous son propre poids, écrasant son noyau et déclenchant une explosion de supernova. Ce qui reste est une sphère ultra-dense de la taille d’une ville, mais avec jusqu’à deux fois la masse du soleil pressée à l’intérieur. Crédit : Laboratoire d’images conceptuelles du Goddard Space Flight Center de la NASA

Une étoile géante fait face à plusieurs destins possibles lorsqu’elle meurt dans une supernova. Cette étoile peut soit être complètement détruite, soit devenir un trou noir, ou devenir un étoile à neutrons. Le résultat dépend de la masse de l’étoile mourante et d’autres facteurs, qui déterminent tous ce qui se passe lorsque les étoiles explosent dans une supernova.

Les étoiles à neutrons sont parmi les objets les plus denses du cosmos. Ils ne mesurent en moyenne que 12 miles de diamètre, mais sont plus denses que notre soleil, qui est plus de 72 000 fois plus gros qu’une étoile à neutrons. Les étoiles à neutrons tirent leur nom du fait que leurs noyaux ont une gravité si puissante que la plupart des protons chargés positivement et des électrons chargés négativement à l’intérieur de ces étoiles se combinent en neutrons non chargés.

Deux étoiles à neutrons denses en collision

Cette simulation montre la collision de deux étoiles à neutrons denses. La collision a formé un trou noir en orbite autour d’un tourbillon de gaz magnétisé. De la matière émerge dans des jets et des vents énergétiques qui feront des éléments lourds et des éclairs de lumière. Crédit : Image reproduite avec l’aimable autorisation de A. Tchekhovskoy, R. Fernandez, D. Kasen

Les étoiles à neutrons ne produisent pas de nouvelle chaleur. Cependant, ils sont incroyablement chauds lorsqu’ils se forment et refroidissent lentement. Les étoiles à neutrons que nous pouvons observer font en moyenne environ 1,8 million de degrés Fahrenheit, comparé à environ 9 900 degrés Fahrenheit pour le Soleil.

Les étoiles à neutrons ont un rôle important dans l’univers. Des recherches récentes suggèrent que les collisions d’étoiles à neutrons sont l’une des principales sources d’éléments lourds comme l’or et l’uranium dans l’univers. Le processus de création de nouveaux noyaux atomiques à partir de protons et de neutrons préexistants, qu’il se produise lors d’une collision d’étoiles à neutrons, d’une supernova, de la combustion d’étoiles ou de la Big Bang, est appelée nucléosynthèse.

Faits rapides

  • L’énorme densité d’une étoile à neutrons signifie qu’une cuillère à café de matière d’étoile à neutrons pèserait 10 millions de tonnes.
  • À seulement environ 12 milles de diamètre, une étoile à neutrons s’adapterait à l’intérieur des limites de Chicago.
  • Les étoiles à neutrons sont entourées de champs magnétiques exceptionnellement puissants.
  • Les étoiles à neutrons tournent extrêmement rapidement en raison de la conservation du moment angulaire.
  • De nombreuses étoiles à neutrons sont observées grâce aux ondes radio périodiques (ou pulsées) qu’elles émettent (on les appelle pulsars).
  • Les collisions d’étoiles à neutrons ne sont pas une mince affaire. L’événement libère l’équivalent de centaines de millions de fois l’énergie de notre Soleil, déformant l’espace-temps comme ondes gravitationnelles.

Bureau des sciences du DOE : contributions à la recherche sur les étoiles à neutrons

Le programme de physique nucléaire du DOE Office of Science soutient la recherche en astrophysique nucléaire. Cette discipline scientifique nous aide à comprendre les étoiles à neutrons et d’autres objets du cosmos. Deux centres d’excellence universitaires du DOE, le Cyclotron Institute de la Texas A&M University et le Triangle Universities Nuclear Laboratory, se spécialisent dans l’étude de l’astrophysique nucléaire. Le DOE finance également des recherches sur le Big Bang, les étoiles, les supernovae et les fusions d’étoiles à neutrons et leurs rôles en tant que sources d’éléments. Le programme de physique nucléaire du DOE Office of Science a financé des recherches qui ont produit des modèles de superordinateurs de collisions d’étoiles à neutrons. Le DOE prend également en charge expériences au Jefferson Lab du DOE

qui, en mesurant la distribution des neutrons dans les noyaux, nous renseignent sur la physique des étoiles à neutrons et les propriétés de la matière nucléaire dense. L’étude des propriétés de la matière nucléaire dense et de la matière riche en neutrons fait également partie des objectifs de la Installation pour les faisceaux d’isotopes rares et le système d’accélérateur Linac Argonne Tandem, tous deux des installations d’utilisateurs du DOE Office of Science.

Related Posts