Qu’est-ce qu’une étoile à neutrons ?

La physique est un domaine complexe qui semble ne pas être à la portée de tous. Mais le sujet de la physique est moins difficile que ce que l’on pense. Prenons le cas d’une étoile à neutrons. Même si son nom peut être intimidant, cela peut être très simplement expliqué. Découvrons ainsi ce qu’est une étoile à neutrons.

Les étoiles à neutrons sont ce qui reste des étoiles qui sont entrées en supernova

Lorsqu’une étoile massive meurt, elle expulse une majeure partie de ses entrailles à travers l’Univers dans une explosion de supernova. Ainsi, son cœur de fer, le noyau de l’étoile, s’effondre pour créer la forme de matière observable la plus dense de l’Univers : une étoile à neutrons. La formation d’une étoile à neutrons peut se produire à une vitesse fulgurante. Une supernova se produit en 0,1 seconde et ce qui reste de l’étoile primaire, c’est son noyau composé de neutrons. Notons que ces neutrons étaient auparavant des protons et des électrons intensément comprimés au cours de l’effondrement du noyau.

Ainsi, une étoile à neutrons est essentiellement un noyau de plasma géant. Les étoiles à neutrons font partie des choses les plus étonnantes que nous connaissions dans l’Univers. Et l’un de ses aspects les plus fascinants concerne sa densité. En fait, une cuillère à café de matière d’étoile à neutrons pèserait environ un milliard de tonnes. Après les trous noirs et certains objets hypothétiques, les étoiles à neutrons sont actuellement les objets stellaires les plus denses de l’Univers. En ce qui concerne leur taille, les étoiles à neutrons ont un rayon de l’ordre de 10 à 20 kilomètres, a mentionné Britannica.

Quant à leur masse, elle est d’environ 1,4 fois la masse solaire, mais cela peut varier entre 1,18 et 1,97 fois la masse du Soleil. Leur densité est de l’ordre de 10 à 14 fois la densité de l’eau. Enfin, il faut également savoir qu’une étoile à neutrons a un champ magnétique très puissant, plus d’un milliard de fois plus fort que celui de la Terre. Il existe certaines étoiles à neutrons qui sont encore plus extrêmes, et on les appelle des magnétars. Pour ce qui est de ses autres caractéristiques, il y a encore de nombreuses inconnues sur l’étoile à neutrons. Par exemple, on ne sait pas avec exactitude ce qui se trouve en son centre. Quoi qu’il en soit, il y a de nombreuses théories sur ce sujet.

Taille d’une étoile à neutrons par rapport à Manhattan, New York © NASA’s Goddard Space Flight Center

Un sujet d’étude passionnant qui ouvre de nombreuses possibilités

C’est en 1967 que Jocelyn Bell a détecté la première étoile à neutrons. À l’époque, elle était doctorante à l’université de Cambridge et elle a détecté une impulsion radio très puissante et extrêmement régulière, qu’on connaît aujourd’hui sous le nom de « pulsar ». Cette impulsion était si étrangement régulière que le premier surnom du signal était LGM-1, « Little Green Men 1 ». Autrement dit, il a été pensé dans un premier temps que le signal venait d’une forme de vie extraterrestre. Mais des recherches plus approfondies ont finalement permis de déterminer qu’il s’agissait du noyau effondré d’une étoile supergéante massive, mais qui n’était pas assez massive pour se transformer en trou noir.

Bien que de nombreuses inconnues persistent à leur sujet, les étoiles à neutrons ont un rôle important dans l’Univers. De récentes recherches suggèrent notamment que les collisions d’étoiles à neutrons pourraient être l’une des principales sources d’éléments lourds – comme l’or et l’uranium – dans l’Univers. Pour cette raison, mais aussi pour les nombreuses possibilités qu’elles offrent, un bon nombre de recherches sont encore menées sur les étoiles à neutrons. L’une de ces recherches envisage notamment d’utiliser des impulsions semblables à celles des étoiles à neutrons pour faciliter la navigation des engins spatiaux, a rapporté Live Science.

Par Gabrielle Andriamanjatoson, le 8 décembre 2021