Ces objets intéressants naissent d’étoiles géantes autrefois massives, quatre à huit fois plus grandes que notre Soleil. Cela se produit lors de l’explosion d’une supernova.
Matériel sur le sujet
Après une telle explosion, les couches extérieures sont éjectées dans l’espace, le noyau subsiste, mais il n’est plus capable de supporter la fusion nucléaire. Sans la pression externe des couches supérieures, il s’effondre et rétrécit de façon catastrophique.
Malgré leur petit diamètre d’environ 20 kilomètres, les étoiles à neutrons ont une masse 1,5 fois supérieure à celle de notre Soleil. Elles sont donc incroyablement denses.
Une petite cuillère de matière d’étoile sur Terre pèserait environ cent millions de tonnes. En son sein, les protons et les électrons se combinent pour former des neutrons — ce processus s’appelle la neutronisation.
Composition
Leur composition est inconnue, mais on suppose qu’elles sont constituées de liquide neutronique superfluide. Ils exercent une attraction gravitationnelle extrêmement forte, bien supérieure à celle de la Terre et même du Soleil. Cette force gravitationnelle est particulièrement impressionnante en raison de leur petite taille. Elles tournent toutes sur un axe. En compression, le moment angulaire de rotation est conservé, et du fait de la diminution de la taille, la vitesse de rotation augmente.
Les étoiles à neutrons en une image
En raison de l’énorme vitesse de rotation, la surface extérieure, qui est une «croûte» solide, se fissure périodiquement et des «explosions d’étoiles» se produisent, qui ralentissent la vitesse de rotation et déversent l’énergie «excédentaire» dans l’espace.
Les pressions vertigineuses qui existent dans le noyau pourraient être similaires à celles qui existaient au moment du big bang, mais elles ne peuvent malheureusement pas être modélisées sur Terre. C’est pourquoi ces objets constituent des laboratoires naturels idéaux où l’on peut observer des énergies qui ne sont pas disponibles sur Terre.
Les pulsars radio
Les pulsars radio ont été découverts à la fin de l’année 1967 par Jocelyn Bell Burnell, étudiante diplômée, comme des sources radio émettant des impulsions à une fréquence constante. Le rayonnement émis par une étoile est perçu comme une source de rayonnement pulsant ou un pulsar.
Représentation schématique de la rotation d’une étoile à neutrons
Les pulsars radio (ou simplement pulsar) sont des étoiles à neutrons en rotation dont les jets de particules se déplacent presque à la vitesse de la lumière, comme un faisceau de phare en rotation.
Après avoir tourné sans interruption pendant plusieurs millions d’années, les pulsars perdent leur énergie et deviennent des étoiles à neutrons normales. On ne connaît aujourd’hui qu’un millier de pulsars, mais il pourrait y en avoir des centaines dans la galaxie.
Un pulsar radio dans la nébuleuse du Crabe
Certaines étoiles à neutrons émettent des rayons X. La célèbre nébuleuse du Crabe est un bon exemple d’un tel objet, formé lors de l’explosion d’une supernova. Cette explosion de supernova a été observée en 1054 après J.-C.
Vent de pulsar, vidéo du télescope Chandra.
Un pulsar radio dans la nébuleuse du Crabe, photographié par le télescope spatial Hubble à travers un filtre de 547 nm (lumière verte) du 7 août 2000 au 17 avril 2001.
Pulsar dans la nébuleuse du Crabe
Magnétoïdes
Les étoiles à neutrons ont des champs magnétiques des millions de fois plus puissants que le champ magnétique le plus intense produit sur Terre. Elles sont également appelées magnétars.
Un magnétar dans une conception d’artiste
Planètes dans des étoiles à neutrons
A ce jour, on sait que quatre possède des planètes. Lorsqu’elle se trouve dans un système binaire, il est possible de mesurer sa masse. Parmi ces systèmes binaires en radio ou en rayons X, les masses mesurées des étoiles à neutrons ont été d’environ 1,4 fois la masse du Soleil.
Systèmes binaires
Étoile à neutrons en phase d’accrétion, diagramme
Un type de pulsar très différent est observé dans certains systèmes doubles en rayons X. Dans ces cas, une étoile à neutrons est en train d’accréter une étoile à neutrons. Dans ces cas, une étoile à neutrons et une étoile normale forment un système binaire. Un champ gravitationnel puissant attire la matière de l’étoile ordinaire. La matière qui tombe sur l’étoile au cours du processus d’accrétion s’échauffe tellement qu’elle produit des rayons X. Les rayons X pulsés sont observés dans certains systèmes doubles. Les rayons X pulsés sont observés lorsque les points chauds d’un pulsar en rotation traversent un faisceau d’observation terrestre.
Pour les systèmes binaires contenant un objet inconnu, cette information permet de distinguer s’il s’agit d’une étoile à neutrons ou d’un trou noir, car les trous noirs sont beaucoup plus massifs.
Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023