Les étoiles à neutrons, vestiges de tous les extrêmes

Astres principalement composés de neutrons maintenus ensemble par les forces de gravitation, les étoiles à neutrons fascinent autant qu'elles interrogent.

De Rédaction National Geographic
Publication 22 mars 2022, 11:53 CET
Neutron Star

Une étoile à neutrons.

PHOTOGRAPHIE DE

Les étoiles à neutrons peuvent avoir un impact retentissant dans l'univers. Des scientifiques ont annoncé il y a quelques années la première détection d'ondes gravitationnelles créées par le choc de deux étoiles à neutrons fusionnant l'une contre l'autre.

 

QU'EST-CE QU'UNE ÉTOILE À NEUTRONS ?

Les étoiles à neutrons sont des vestiges d'étoiles qui ont atteint la fin de leur voyage évolutif à travers l'espace et le temps.

Ces objets célestes sont issus d'étoiles autrefois très grosses qui ont atteint quatre à huit fois la taille de notre soleil avant d'exploser en supernovas. Après une telle explosion, les couches extérieures de l'étoile sont projetées dans l'espace mais le noyau demeure, sans toutefois produire de fusion nucléaire. Sans la pression extérieure de la fusion pour contrebalancer l'attraction de la gravité vers l'intérieur, l'étoile se condense et s'effondre sur elle-même.

COMPRENDRE : Les étoiles

 

PETITES MAIS PUISSANTES

Malgré leur petit diamètre (environ 20 kilomètres), les étoiles à neutrons ont une masse près de 1,5 fois supérieure à celle de notre soleil et sont donc incroyablement denses. L'équivalent d'un simple morceau de sucre de matière d'étoile à neutrons pèserait environ cent millions de tonnes sur Terre.

La densité hors norme d'une étoile à neutrons provoque la combinaison des protons et des électrons en neutrons - le processus qui donne leur nom à ces étoiles. La composition de leur noyau est inconnue, mais il pourrait être constitué d'un superfluide de neutrons ou d'un état de matière inconnu.

Les étoiles à neutrons exercent une attraction gravitationnelle extrêmement forte, bien supérieure à celle de la Terre. Une force d'attraction particulièrement impressionnante si on la rapporte à la petite taille de ces étoiles.

Lorsqu'elles se forment, les étoiles à neutrons tournent dans l'espace. Au fur et à mesure qu'elles se compriment et se rétrécissent, cette rotation s'accélère en raison de la conservation du moment cinétique - le même principe qui fait qu'une patineuse en rotation accélère lorsqu'elle étend ses bras.

 

LUMIÈRE PULSÉE

Ces étoiles ralentissent progressivement au fil des éons, mais les corps qui tournent encore rapidement peuvent émettre un rayonnement qui, depuis la Terre, semble clignoter, comme le faisceau lumineux d'un phare guidant les bateaux jusqu'au port. Cette apparente « pulsation » donne à certaines étoiles à neutrons le nom de pulsars.

Après avoir tourné pendant plusieurs millions d'années, les pulsars se vident de leur énergie et deviennent des étoiles à neutrons normales. Parmi les étoiles à neutrons connues, peu sont des pulsars. On ne connaît qu'un millier de pulsars, mais il pourrait y avoir des centaines de millions d'anciennes étoiles à neutrons dans la galaxie.

Les pressions stupéfiantes qui existent au cœur des étoiles à neutrons peuvent être similaires à celles qui existaient au moment du big bang, mais ces états ne peuvent être simulés sur Terre.

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.

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