Une cuillère à café d’étoile à neutrons pèse un milliard de tonnes
Une cuillère à café, soit cinq millilitres, contient l’équivalent d’un milliard de tonnes de matière, selon la NASA. Cette comparaison illustre la densité extrême des étoiles à neutrons, considérées comme parmi les objets les plus denses de l’Univers.
Les étoiles à neutrons se forment suite à l’effondrement gravitationnel d’étoiles massives en fin de vie, qui explosent en supernova de type II. Ce processus nécessite une masse initiale d’au moins 8 à 10 fois celle du Soleil. Lors de l’effondrement, les protons et les électrons du noyau se combinent pour former des neutrons, libérant un flux intense de neutrinos. Le résultat est une sphère d’environ 20 kilomètres de diamètre, pouvant contenir jusqu’à deux fois la masse du Soleil.
Le champ magnétique d’une étoile à neutrons est supérieur d’un milliard de fois à celui de la Terre, ce qui rend ces objets potentiellement létaux à des milliers de kilomètres.
La densité de cette matière résulte de la suppression de l’espace vide au sein des atomes. En effet, une cuillère à café de cette matière pèse autant que le mont Everest, surpassant le poids de l’humanité par un facteur de trois à quatre. La compression de cette matière serait équivalente à rassembler environ 100 000 tours Eiffel dans un centimètre cube.
De nombreuses étoiles à neutrons se manifestent comme des pulsars, tournant sur elles-mêmes à des vitesses allant jusqu’à plusieurs centaines de fois par seconde. Le pulsar J0030, par exemple, effectue 205 rotations par seconde. Ces pulsars sont envisagés par la NASA comme des systèmes de navigation spatiale, agissant comme des horloges atomiques naturelles.
L’intérieur d’une étoile à neutrons représente une frontière active de la physique. La densité extrême pourrait entraîner la dissolution des neutrons en quarks et gluons, formant un état appelé plasma quark-gluon. Les étoiles à neutrons les plus massives pourraient avoir un cœur de matière de quarks, ce qui est essentiel pour comprendre les lois fondamentales de la physique.
Le télescope spatial NICER de la NASA, en opération depuis 2017, fournit des mes cruciales sur les rayons et les masses des étoiles à neutrons. Ces informations aident les scientifiques à mieux comprendre l’état de la matière dans ces objets, qui ne peut être reproduit sur Terre.
Cette recherche soulève des questions fondamentales sur la compression de la matière et les limites de ce que nous connaissons sur l’Univers.
Source : NASA
