Principal science

Astronomie des étoiles à neutrons

Astronomie des étoiles à neutrons
Astronomie des étoiles à neutrons

Vidéo: Les étoiles à neutrons, c’est quoi? (astronomie) 2024, Mai

Vidéo: Les étoiles à neutrons, c’est quoi? (astronomie) 2024, Mai
Anonim

Étoile à neutrons, toute classe d'étoiles extrêmement denses et compactes supposées être composées principalement de neutrons. Les étoiles à neutrons ont généralement un diamètre d'environ 20 km (12 miles). Leurs masses varient entre 1,18 et 1,97 fois celle du Soleil, mais la plupart sont 1,35 fois celle du Soleil. Ainsi, leurs densités moyennes sont extrêmement élevées - environ 10 14fois celle de l'eau. Cela se rapproche de la densité à l'intérieur du noyau atomique et, à certains égards, une étoile à neutrons peut être conçue comme un noyau gigantesque. On ne sait pas définitivement ce qui se trouve au centre de l'étoile, où la pression est la plus forte; les théories incluent les hyperons, les kaons et les pions. Les couches intermédiaires sont principalement des neutrons et sont probablement dans un état «superfluide». Le 1 km extérieur (0,6 mile) est solide, malgré les températures élevées, qui peuvent atteindre 1 000 000 K. La surface de cette couche solide, où la pression est la plus basse, est composée d'une forme de fer extrêmement dense.

étoile: étoiles à neutrons

Lorsque la masse du noyau résiduel se situe entre 1,4 et environ 2 masses solaires, il devient apparemment une étoile à neutrons avec une densité supérieure à

Une autre caractéristique importante des étoiles à neutrons est la présence de champs magnétiques très puissants, supérieurs à 10 12 gauss (le champ magnétique terrestre est de 0,5 gauss), ce qui provoque la polymérisation du fer de surface sous la forme de longues chaînes d'atomes de fer. Les atomes individuels deviennent comprimés et allongés dans la direction du champ magnétique et peuvent se lier de bout en bout. Sous la surface, la pression devient beaucoup trop élevée pour que des atomes individuels existent.

La découverte des pulsars en 1967 a fourni la première preuve de l'existence d'étoiles à neutrons. Les pulsars sont des étoiles à neutrons qui émettent des impulsions de rayonnement une fois par rotation. Le rayonnement émis est généralement des ondes radio, mais les pulsars sont également connus pour émettre dans des longueurs d'onde optiques, de rayons X et gamma. Les périodes très courtes, par exemple, des pulsars Crabe (NP 0532) et Vela (respectivement 33 et 83 millisecondes) excluent la possibilité qu'il s'agisse de naines blanches. Les impulsions résultent de phénomènes électrodynamiques générés par leur rotation et leurs forts champs magnétiques, comme dans une dynamo. Dans le cas des radio-pulsars, les neutrons à la surface de l'étoile se désintègrent en protons et électrons. Lorsque ces particules chargées sont libérées de la surface, elles pénètrent dans le champ magnétique intense qui entoure l'étoile et tourne avec elle. Accélérées à des vitesses proches de celles de la lumière, les particules émettent un rayonnement électromagnétique par émission synchrotron. Ce rayonnement est libéré sous forme de faisceaux radio intenses provenant des pôles magnétiques du pulsar.

De nombreuses sources de rayons X binaires, comme Hercules X-1, contiennent des étoiles à neutrons. Les objets cosmiques de ce type émettent des rayons X par compression de matière d'étoiles compagnes accrétés sur leurs surfaces.

Les étoiles à neutrons sont également considérées comme des objets appelés transitoires radioélectriques rotatifs (RRAT) et comme des magnétars. Les RRAT sont des sources qui émettent des rafales radio uniques mais à des intervalles irréguliers allant de quatre minutes à trois heures. La cause du phénomène RRAT est inconnue. Les magnétars sont des étoiles à neutrons hautement magnétisées qui ont un champ magnétique compris entre 10 14 et 10 15 gauss.

La plupart des enquêteurs pensent que les étoiles à neutrons sont formées par des explosions de supernova dans lesquelles l'effondrement du noyau central de la supernova est interrompu par l'augmentation de la pression neutronique lorsque la densité du noyau augmente à environ 10 15 grammes par cm3. Si le noyau qui s'effondre est plus massif qu'environ trois masses solaires, cependant, une étoile à neutrons ne peut pas se former, et le noyau deviendrait vraisemblablement un trou noir.