Étoiles à neutrons: définition et faits
Les étoiles à neutrons sont des objets stellaires de la taille d’une ville avec une masse environ 1,4 fois celle du soleil. Nés de la mort explosive d’une autre étoile, plus grande, ces objets minuscules emballent tout un coup. On va prendre un coup d’oeil à ce qu’ils sont, comment ils se forment, et comment ils varient.
un phénix stellaire
lorsque des étoiles quatre à huit fois plus massives que le soleil explosent dans une violente supernova, leurs couches externes peuvent exploser dans un spectacle souvent spectaculaire, laissant derrière elles un petit noyau dense qui continue de s’effondrer., La gravité presse le matériau sur lui-même si étroitement que les protons et les électrons se combinent pour faire des neutrons, donnant le nom « Étoile à neutrons. »
Les étoiles à neutrons emballent leur masse à l’intérieur d’un diamètre de 20 kilomètres (12,4 miles). Ils sont si denses qu »une seule cuillère à café pèserait un milliard de tonnes — en supposant que vous avez réussi à accrocher un échantillon sans être capturé par la forte attraction gravitationnelle du corps. En moyenne, la gravité sur une étoile à neutrons est 2 milliards de fois plus forte que la gravité sur Terre., En fait, il est assez fort pour plier de manière significative le rayonnement de l’étoile dans un processus connu sous le nom de lentille gravitationnelle, permettant aux astronomes de voir certains de la face arrière de l’étoile.
la puissance de la supernova qui l’a créée donne à l’étoile une rotation extrêmement rapide, la faisant tourner plusieurs fois en une seconde. Les étoiles à neutrons peuvent tourner aussi vite que 43 000 fois par minute, ralentissant progressivement au fil du temps.,
Si une étoile à neutrons fait partie d’un système binaire qui a survécu à l’explosion mortelle de sa supernova (ou si elle a capturé un compagnon de passage), les choses peuvent devenir encore plus intéressantes. Si la deuxième étoile est moins massive que le soleil, elle tire la masse de son compagnon dans un lobe de Roche, un nuage de matière ressemblant à un ballon qui orbite autour de l’étoile à neutrons. Les étoiles compagnons jusqu »à 10 fois la masse du soleil créent des transferts de masse similaires qui sont plus instables et ne durent pas aussi longtemps.,
des étoiles plus de 10 fois plus massives que le soleil transfèrent de la matière sous forme de vent stellaire. Le matériau circule le long des pôles magnétiques de l’étoile à neutrons, créant des pulsations de rayons X lorsqu’elle est chauffée.
en 2010, environ 1 800 pulsars avaient été identifiés par détection radio, et 70 autres par rayons gamma. Certains pulsars ont même des planètes en orbite autour d’eux — et certains peuvent se transformer en planètes.
Types d’étoiles à neutrons
Certaines étoiles à neutrons ont des jets de matières streaming hors d’eux à près de la vitesse de la lumière., Alors que ces faisceaux passent devant la Terre, ils clignotent comme l’ampoule d’un phare. Les scientifiques les ont appelés pulsars après leur apparence pulsante. Les pulsars normaux tournent entre 0,1 et 60 fois par seconde, tandis que les pulsars millisecondes peuvent en résulter jusqu’à 700 fois par seconde.
lorsque les pulsars à rayons X capturent le matériau provenant de compagnons plus massifs, ce matériau interagit avec le champ magnétique pour produire des faisceaux de forte puissance pouvant être vus dans le spectre radio, optique, X ou gamma., Parce que leur source d’alimentation principale provient du matériau de leur compagnon, ils sont souvent appelés « pulsars à accrétion. »Pulsars » Spin-powered sont entraînés par la rotation des étoiles, comme les électrons de haute énergie interagissent avec le champ magnétique du pulsar au-dessus de leurs pôles. Les jeunes étoiles à neutrons avant qu’elles ne refroidissent peuvent également produire des impulsions de rayons X lorsque certaines parties sont plus chaudes que d’autres.
lorsque la matière d’un pulsar accélère dans la magnétosphère d’un pulsar, l’étoile à neutrons produit une émission de rayons gamma. Le transfert d’énergie dans ces pulsars gamma ralentit le spin de l’étoile.,
le scintillement des pulsars est si prévisible que les chercheurs envisagent de les utiliser pour la navigation spatiale.
« certains de ces pulsars millisecondes sont extrêmement réguliers, comme une horloge régulière », Keith Gendreau du Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland, a déclaré à la presse en 2018.
« Nous utilisons ces pulsars la même manière que nous utilisons les horloges atomiques dans un système de navigation GPS, » Gendreau dit.
l’étoile à neutrons moyenne possède un puissant champ magnétique., Le champ magnétique de la Terre est d »environ 1 gauss, et le soleil est d » environ quelques centaines de gauss, selon l » astrophysicien Paul Sutter. Mais une étoile à neutrons a un champ magnétique de mille milliards de gauss.
Les magnétars ont des champs magnétiques mille fois plus forts que la moyenne des étoiles à neutrons. La traînée résultante fait que l’étoile prend plus de temps à tourner.
« cela place les magnétars à la place no.1, champions en titre de la compétition universelle « strongest magnetic field » », a déclaré Sutter. « Les chiffres sont là, mais il est difficile pour envelopper nos cerveaux autour d’eux., »
ces champs font des ravages dans leurs environnements locaux, avec des atomes qui s’étendent en tiges minces près des magnétars. Les étoiles denses peuvent également entraîner des rafales de rayonnement de haute intensité.
« Approchez — vous trop près d’un (disons, à moins de 1 000 kilomètres, ou environ 600 miles), et les champs magnétiques sont assez forts pour perturber non seulement votre bioélectricité — rendant vos impulsions nerveuses hilarantes inutiles-mais votre structure moléculaire », a déclaré Sutter. « Dans le champ d’un magnétar, on se dissout., »
étoiles qui S’écrasent
comme les étoiles normales, deux étoiles à neutrons peuvent Orbiter l’une l’autre. S’ils sont assez proches, ils peuvent même spirale vers l’intérieur à leur destin dans un phénomène intense connu sous le nom de « kilonova., »
la collision de deux étoiles à neutrons a fait entendre des ondes » dans le monde entier en 2017, lorsque des chercheurs ont détecté des ondes gravitationnelles et de la lumière provenant du même fracas cosmique. La recherche a également fourni la première preuve solide que les collisions neutrons-étoiles sont la source d »une grande partie de l » or de l « univers, platine et d » autres éléments lourds.
« L’origine des éléments chimiques les plus lourds de l’univers a dérouté la communauté scientifique pendant assez longtemps », a déclaré Hans-Thomas Janka, scientifique principal à MPA, dans un communiqué., « Maintenant, nous avons la première preuve observationnelle des fusions d’étoiles à neutrons en tant que sources; en fait, elles pourraient bien être la principale source des éléments du processus r », qui sont des éléments plus lourds que le fer, comme l’or et le platine.
la puissante collision a libéré d’énormes quantités de lumière et a créé des ondes gravitationnelles qui ont traversé l’univers. Mais ce qui est arrivé aux deux objets après leur smashup reste un mystère.,
« Nous ne savons pas réellement ce qui est arrivé aux objets à la fin », a déclaré David Shoemaker, chercheur principal au MIT et porte-parole de la collaboration scientifique LIGO, lors d’une conférence de presse 2017. « Nous ne savons pas si c’est un trou noir, une étoile à neutrons ou autre chose. »
Les observations sont considérées comme les premières de nombreuses à venir.,
« Nous nous attendons à ce que plus de fusions neutrons-étoiles soient bientôt observées, et que les données d’observation de ces événements en révèlent davantage sur la structure interne de la matière », a déclaré Andreas Bauswein, auteur principal de l’étude, de L’Institut D’études théoriques de Heidelberg en Allemagne, dans un communiqué.
suivez Nola Taylor Redd sur @Nolatrdd, Facebook ou Google+. Suivez-nous sur @Spacedotcom, Facebook ou Google+.