Étoile à neutrons
Une étoile à neutrons est une étoile très petite et très dense, composée presque entièrement de neutrons. Ce sont de petites étoiles d'un rayon d'environ 11 à 11,5 kilomètres. Elles ont une masse environ deux fois supérieure à celle du Soleil. Ce sont les étoiles les plus petites et les plus denses que l'on connaisse dans l'Univers. Elles sont ce qui reste d'une étoile énorme qui a explosé comme une supernova.
La densité de l'étoile est comme celle du noyau d'un atome. Elles ont des champs magnétiques puissants, entre 108 et 1015 fois plus puissants que celui de la Terre. Le champ gravitationnel à la surface de l'étoile à neutrons est environ 2×1011 fois plus fort que celui de la Terre.
Pour imaginer la densité d'une étoile à neutrons, prenez toute la masse de notre soleil (qui a un diamètre de 1 392 000 kilomètres) et enfoncez-la dans une taille qui correspondrait à une boule de 19 kilomètres de diamètre. Une autre façon de comprendre la densité est la suivante : une cuillère à café de matière provenant de l'étoile à neutrons pèserait 6 milliards de tonnes.
Les étoiles à neutrons tournent très vite, de 0,001 seconde à 30 secondes pour tourner. Il en existe de différents types. Elles peuvent émettre des faisceaux de rayonnement électromagnétique sous forme de pulsars. Les autres types sont les magnétars et les pulsars binaires.
Leur température dépasse les 600 000 degrés Kelvin. Les étoiles à neutrons que l'on peut observer sont très chaudes et ont généralement une température de surface d'environ 600 000 K.
Le rayonnement du pulsar PSR B1509-58, une étoile à neutrons en rotation rapide, fait briller les gaz voisins en rayons X (l'or, de Chandra) et illumine le reste de la nébuleuse, ici vue en infrarouge (bleu et rouge, de WISE)
Un modèle qui montre à quoi ressemblerait une étoile à neutrons à l'intérieur
Histoire
En 1934, Walter Baade et Fritz Zwicky ont proposé l'existence d'étoiles à neutrons, un an seulement après la découverte du neutron par James Chadwick.
En cherchant l'origine d'une supernova, ils ont suggéré que dans les explosions de supernova, les étoiles ordinaires se transforment en étoiles composées de neutrons extrêmement rapprochés, qu'ils ont appelées étoiles à neutrons. Baade et Zwicky ont suggéré que la libération de l'énergie de liaison gravitationnelle des étoiles à neutrons alimente la supernova : "Dans le processus de la supernova, la masse en vrac est annihilée".
On pensait que les étoiles à neutrons étaient trop faibles pour être détectables. Peu de travaux ont été effectués sur ces étoiles jusqu'en novembre 1967, lorsque Franco Pacini (1939-2012) a souligné que si les étoiles à neutrons tournaient et avaient de grands champs magnétiques, des ondes électromagnétiques seraient émises. Le radioastronome Antony Hewish et son assistant de recherche Jocelyn Bell, à Cambridge, ont rapidement détecté les impulsions radio provenant d'étoiles qui sont maintenant connues sous le nom de pulsars.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'une étoile à neutrons ?
R : Une étoile à neutrons est une étoile très petite et très dense, presque entièrement constituée de neutrons. Elle a un rayon d'environ 11 à 11,5 kilomètres et une masse d'environ deux fois celle du Soleil.
Q : Quelle est la densité d'une étoile à neutrons ?
R : La densité de l'étoile est comparable à celle du noyau d'un atome, et son champ gravitationnel à la surface est 2x1011 fois plus fort que celui de la Terre. Pour donner un ordre d'idée, toute la masse de notre soleil pourrait être poussée dans une boule de 19 kilomètres de diamètre. Une cuillère à café de matière provenant de l'étoile à neutrons pèserait 6 milliards de tonnes.
Q : À quelle vitesse les étoiles à neutrons tournent-elles ?
R : Les étoiles à neutrons tournent très vite, de 0,001 seconde à 30 secondes.
Q : Quels sont les types d'étoiles à neutrons ?
R : Il en existe différents types, tels que les pulsars, les magnétars et les pulsars binaires, qui émettent des faisceaux de rayonnement électromagnétique ou possèdent des champs magnétiques puissants, respectivement 108 et 1015 fois plus puissants que ceux de la Terre.
Q : Quelle est la température typique de ces étoiles ?
R : Les étoiles à neutrons que l'on peut observer sont très chaudes et ont généralement une température de surface d'environ 600 000 K (600 000 degrés Kelvin).
