{"id":3027,"date":"2023-09-28T09:10:36","date_gmt":"2023-09-28T09:10:36","guid":{"rendered":"https:\/\/afrikmanagement.com\/?p=3027"},"modified":"2023-09-25T13:20:59","modified_gmt":"2023-09-25T13:20:59","slug":"etoile-a-neutrons-quest-ce-que-cest","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/2023\/09\/28\/etoile-a-neutrons-quest-ce-que-cest\/","title":{"rendered":"\u00c9toile \u00e0 Neutrons : qu’est-ce que c’est ?"},"content":{"rendered":"

Les\u00a0<\/span>\u00e9toiles<\/span><\/a>\u00a0\u00e0\u00a0<\/span>neutrons<\/span><\/a>\u00a0sont le r\u00e9sidu de l’<\/span>effondrement<\/span><\/a>\u00a0gravitationnel d’une partie de la\u00a0<\/span>mati\u00e8re<\/span><\/a>\u00a0d’une \u00e9toile massive en fin de vie et explosant en\u00a0<\/span>supernova<\/span><\/a>\u00a0de type\u00a0<\/span>SN<\/span><\/a>\u00a0II. Il faut pour cela que sa\u00a0<\/span>masse<\/span><\/a>\u00a0d\u00e9passe les 8 \u00e0 10 masses solaires. Dans les grandes lignes, l’effondrement de la partie de l’\u00e9toile qui n’est pas souffl\u00e9e par l’explosion, principalement son c\u0153ur de fer, conduit les protons et les\u00a0<\/span>\u00e9lectrons<\/span><\/a>\u00a0\u00e0 se combiner pour se transformer en neutrons et cela produit du m\u00eame coup un flux de\u00a0<\/span>neutrinos<\/span><\/a>\u00a0tr\u00e8s \u00e9nerg\u00e9tiques.\u00a0On obtient alors des\u00a0<\/span>astres<\/span><\/a>\u00a0qui peuvent contenir toute la masse du Soleil dans une sph\u00e8re de quelques dizaines de kilom\u00e8tres de diam\u00e8tre seulement et qui est une sorte de noyau atomique g\u00e9ant compos\u00e9 majoritairement de neutrons, d’o\u00f9 le nom de cette \u00e9toile, et poss\u00e9dant une densit\u00e9 extraordinaire – une cuill\u00e8re \u00e0 caf\u00e9 de mati\u00e8re p\u00e8se des centaines de millions de tonnes..\u00a0<\/span><\/p>\n

La plupart des \u00e9toiles entre 8 et 60 masses solaires finissent leur vie ainsi, laissant derri\u00e8re elles une \u00e9toile \u00e0 neutrons d’environ 1,4\u00a0<\/span>masse solaire<\/span><\/a>. La structure de cette \u00e9toile est en r\u00e9alit\u00e9 complexe et on ne sait pas tr\u00e8s bien quelle est la composition exacte de son c\u0153ur.<\/span><\/p>\n

Les \u00e9toiles \u00e0 neutrons sont parfois aussi des\u00a0<\/span>pulsars<\/span><\/a>\u00a0lorsqu’elles \u00e9mettent des impulsions\u00a0<\/span>radios<\/span><\/a>\u00a0p\u00e9riodiques\u00a0en direction de la Terre.<\/span><\/p>\n

Les\u00a0<\/span>magn\u00e9tars<\/span><\/a>\u00a0sont quant \u00e0 eux\u00a0des \u00e9toiles \u00e0 neutrons poss\u00e9dant un\u00a0<\/span>champ magn\u00e9tique<\/span><\/a>\u00a0particuli\u00e8rement intense.<\/span><\/p>\n

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Les \u00e9toiles \u00e0 neutrons, des laboratoires pour toute la physique<\/b><\/p>\n

La densit\u00e9, le champ de\u00a0<\/span>gravitation<\/span><\/a>\u00a0et le champ magn\u00e9tique associ\u00e9s \u00e0 ces objets y sont extr\u00eames et presque toute la physique est n\u00e9cessaire pour comprendre les propri\u00e9t\u00e9s d’une \u00e9toile \u00e0 neutrons : la\u00a0<\/span>relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale<\/span><\/a>, bien s\u00fbr, mais aussi la magn\u00e9tohydrodynamique, la th\u00e9orie de la\u00a0<\/span>superfluidit\u00e9<\/span><\/a>\u00a0et celle de la\u00a0<\/span>supraconductivit\u00e9<\/span><\/a>, la physique nucl\u00e9aire et des\u00a0<\/span>particules \u00e9l\u00e9mentaires<\/span><\/a>. Aujourd’hui, on \u00e9tudie m\u00eame les\u00a0<\/span>ondes gravitationnelles<\/span><\/a>\u00a0produites par les collisions de deux \u00e9toiles \u00e0 neutrons, lesquelles conduisent aussi \u00e0 ce que l’on appelle des kilonovae produisant les\u00a0<\/span>sursauts gamma<\/span><\/a>\u00a0courts , comme l’illustre\u00a0 l’annonce spectaculaire de la d\u00e9tection par\u00a0<\/span>Ligo<\/span><\/a>\u00a0et\u00a0<\/span>Virgo<\/span><\/a>\u00a0de la source d’ondes gravitationnelles\u00a0<\/span>GW170817<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

La d\u00e9couverte des \u00e9toiles \u00e0 neutrons a d’abord \u00e9t\u00e9 th\u00e9orique lorsque, influenc\u00e9 par les travaux de Fred Zwicky et Walter Baade qui pensaient que certaines supernovae \u00e9taient le produit de l’effondrement d’\u00e9toiles massives les conduisant \u00e0 faire fusionner les protons et les \u00e9lectrons en donnant des neutrons,\u00a0 et surtout par les travaux du g\u00e9nial\u00a0<\/span>physicien<\/span><\/a>\u00a0russe\u00a0<\/span>Lev Landau<\/span><\/a>, le physicien Robert Oppenheimer –\u00a0le futur p\u00e8re de la bombe atomique –\u00a0avait pos\u00e9\u00a0en 1939 le socle sur lequel les th\u00e9ories des \u00e9toiles \u00e0 neutrons et celle de l’effondrement gravitationnel conduisant \u00e0 la formation d’un\u00a0<\/span>trou noir<\/span><\/a>\u00a0seront construites \u00e0 la fin des ann\u00e9es 1950 et au\u00a0d\u00e9but des ann\u00e9es 1960. Il s’agissait des articles \u00e9crits en collaboration avec ses \u00e9tudiants de l’\u00e9poque :\u00a0\u00ab\u00a0<\/span>On Massive Neutron Cores<\/span><\/a>\u00a0\u00bb,\u00a0avec Georges Volkoff, et\u00a0\u00ab\u00a0<\/span>On Continued Gravitational Contraction<\/span><\/a>\u00a0\u00bb,\u00a0avec Hartland Snyder.<\/span><\/p>\n

Leur d\u00e9couverte observationnelle est ensuite faites par Jocelyn Bell en 1967 via ses travaux en radioastronomie. Mais initialement, la mise en \u00e9vidence de sources radios \u00e9tonnantes rapidement appel\u00e9es pulsars, \u00e0 partir de la locution\u00a0<\/span>pulsating star<\/span><\/i>\u00a0(proprement \u00ab \u00e9toile pulsante \u00bb), compos\u00e9e de pulsating (\u00ab vibrant \u00bb) et star (\u00ab \u00e9toile \u00bb), n’avait pas d’interpr\u00e9tation.<\/span><\/p>\n

C’est vers la fin des ann\u00e9es 1960 que les\u00a0<\/span>astrophysiciens<\/span><\/a>\u00a0Franco Pacini et Thomas Gold, respectivement italien et britannique, comprennent que les \u00e9toiles \u00e0 neutrons peuvent se comporter comme les pulsars de Jocelyn Bell.<\/span><\/p>\n

\u00a0<\/span><\/p>\n

Les pulsars<\/b><\/p>\n

Comme leur nom l’indique, les pulsars \u00e9mettent des impulsions d’ondes radio \u00e0 un rythme rapide et r\u00e9gulier. Pour comprendre la raison de ce ph\u00e9nom\u00e8ne, il faut savoir que toutes les \u00e9toiles tournent sur elles-m\u00eames. Or, de m\u00eame qu’une patineuse voit sa\u00a0<\/span>vitesse de rotation<\/span><\/a>\u00a0acc\u00e9l\u00e9rer lorsqu’elle rassemble ses bras vers son corps, une \u00e9toile en effondrement voit sa vitesse de rotation augmenter. C’est une cons\u00e9quence de la conservation du\u00a0<\/span>moment cin\u00e9tique<\/span><\/a>, l’une des lois les plus fondamentales de la physique. Ainsi, une \u00e9toile poss\u00e8de un champ magn\u00e9tique qui doit s’amplifier par conservation du flux lorsqu’elle se contracte. Juste apr\u00e8s sa formation, le c\u0153ur chaud et dense d’une \u00e9toile devenue une \u00e9toile \u00e0 neutrons doit donc tourner assez rapidement. Un m\u00e9canisme s’enclenche, li\u00e9 au champ magn\u00e9tique, qui conduit l’astre \u00e0 rayonner puissamment en \u00e9mettant un faisceau d’ondes radio collimat\u00e9es \u00e0 la fa\u00e7on d’un phare. Lorsque ce faisceau coupe l’<\/span>orbite<\/span><\/a>\u00a0de la Terre, il se manifeste dans un\u00a0<\/span>radiot\u00e9lescope<\/span><\/a>\u00a0comme une s\u00e9rie r\u00e9guli\u00e8re de bips.<\/span><\/p>\n

La grande majorit\u00e9 des pulsars poss\u00e8de\u00a0une\u00a0<\/span>p\u00e9riode de rotation<\/span><\/a>\u00a0comprise entre 0,1 et 10 secondes. En perdant de l’<\/span>\u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span><\/a>\u00a0de rotation par l’interm\u00e9diaire du flux d’ondes radio, ils ralentissent lentement et, en une dizaine de millions d’ann\u00e9es tout au plus, leur vitesse de rotation devient trop faible pour g\u00e9n\u00e9rer une\u00a0<\/span>\u00e9mission<\/span><\/a>\u00a0radio.<\/span><\/p>\n

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Les magn\u00e9tars<\/b><\/p>\n

En 1992, le bestiaire des \u00e9toiles \u00e0 neutrons s’est \u00e9tendu lorsque les astrophysiciens Robert Duncan et Christopher Thompson ont postul\u00e9 l’existence de ce que l’on appelle des magn\u00e9tars pour expliquer certaines sources sporadiques, particuli\u00e8rement intenses de\u00a0<\/span>rayons X<\/span><\/a>\u00a0et de\u00a0<\/span>rayons gamma<\/span><\/a>, d\u00e9couvertes depuis la fin des ann\u00e9es 1970. Aujourd’hui, une trentaine de magn\u00e9tars sont connus dans la\u00a0<\/span>Voie lact\u00e9e<\/span><\/a>\u00a0et il semble bien que ce sont des \u00e9toiles \u00e0 neutrons poss\u00e9dant un champ magn\u00e9tique particuli\u00e8rement \u00e9lev\u00e9. Si \u00e9lev\u00e9 m\u00eame, que ceux qu’on mesure avec ces astres insolites sont les plus \u00e9lev\u00e9s de l’<\/span>Univers<\/span><\/a>\u00a0observable connu et qu’ils sont\u00a0parfois jusqu’\u00e0 1.000 fois plus intenses que ceux des \u00e9toiles \u00e0 neutrons classiques qui sont d\u00e9j\u00e0 formidables. On estime ainsi que les magn\u00e9tars ont un champ magn\u00e9tique dipolaire, de forme analogue \u00e0 celui r\u00e9v\u00e9l\u00e9 par de la limaille de fer autour d’un\u00a0<\/span>aimant<\/span><\/a>, de l’ordre de 10<\/span>15<\/span>\u00a0Gauss\u00a0(G), alors que sur Terre son intensit\u00e9 varie entre 0,25 et 0,65\u00a0Gauss\u00a0et celle du champ magn\u00e9tique d’un aimant sur un\u00a0<\/span>r\u00e9frig\u00e9rateur<\/span><\/a>\u00a0est d’environ 50 Gauss. On mesure en moyenne des intensit\u00e9s de 1.500 Gauss pour les\u00a0<\/span>taches solaires<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Les\u00a0\u00e9toiles\u00a0\u00e0\u00a0neutrons\u00a0sont le r\u00e9sidu de l’effondrement\u00a0gravitationnel d’une partie de la\u00a0mati\u00e8re\u00a0d’une \u00e9toile massive en fin de vie et explosant en\u00a0supernova\u00a0de type\u00a0SN\u00a0II. Il faut pour cela que sa\u00a0masse\u00a0d\u00e9passe les 8 \u00e0 10 masses solaires. Dans les grandes lignes, l’effondrement de la partie de l’\u00e9toile qui n’est pas souffl\u00e9e par l’explosion, principalement son c\u0153ur de fer, conduit les protons et les\u00a0\u00e9lectrons\u00a0\u00e0 se combiner pour se transformer en neutrons et cela produit du m\u00eame coup un flux de\u00a0neutrinos\u00a0tr\u00e8s \u00e9nerg\u00e9tiques.\u00a0On obtient alors des\u00a0astres\u00a0qui peuvent contenir toute la masse du Soleil dans une sph\u00e8re de quelques dizaines de kilom\u00e8tres de diam\u00e8tre seulement et qui est une sorte […]<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":3110,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[5],"tags":[],"class_list":["post-3027","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-developement-rse"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3027","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/5"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3027"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3027\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3028,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3027\/revisions\/3028"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3110"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3027"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3027"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3027"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}