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Une étoile à neutrons est l’objet le plus dense que les astronomes peuvent observer directement, écrasant un demi-million de fois la masse de la Terre environ 12 miles à travers, ou de taille similaire à L’Île de Manhattan, comme le montre cette illustration., (Crédit: Goddard Space Flight Center de la NASA)

ce diagramme d’un pulsar montre l’étoile à neutrons avec un fort champ magnétique (lignes de champ indiquées en bleu) et un faisceau de lumière le long de l’axe magnétique. Comme l’étoile à neutrons tours, le champ magnétique tourne avec elle, balayant ce faisceau à travers l’espace. Si ce faisceau balaie la Terre, nous le voyons comme une impulsion de lumière. (Crédit: NASA / Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab)

Les étoiles à neutrons se forment lorsqu’une étoile massive manque de carburant et s’effondre., La région centrale de l’étoile – le noyau – s’effondre, écrasant ensemble chaque proton et chaque électron en un neutron. Si le noyau de l’étoile en train de s’effondrer se situe entre environ 1 et 3 masses solaires, ces neutrons nouvellement créés peuvent arrêter l’effondrement, laissant derrière eux une étoile à neutrons. (Les étoiles de masse plus élevée continueront de s’effondrer en trous noirs de masse stellaire.)

Cet effondrement laisse derrière lui le plus dense de l’objet – un objet avec la masse du soleil écrasés à la taille d’une ville. Ces restes stellaires mesurent environ 20 kilomètres (12,5 miles) de diamètre., Un cube de sucre de matière d’étoiles à neutrons pèserait environ 1 billion de kilogrammes (ou 1 milliard de tonnes) sur Terre – à peu près autant qu’une montagne.

Depuis que les étoiles à neutrons ont commencé leur existence en tant qu’étoiles, on les trouve dispersées dans toute la galaxie aux mêmes endroits où nous trouvons des étoiles. Et comme les étoiles, elles peuvent être trouvées seules ou dans des systèmes binaires avec un compagnon.

de nombreuses étoiles à neutrons sont probablement indétectables car elles n’émettent tout simplement pas suffisamment de rayonnement. Cependant, sous certaines conditions, ils peuvent être facilement observés., Une poignée d’étoiles à neutrons ont été trouvées assises au centre de restes de supernova émettant tranquillement des rayons X. Le plus souvent, cependant, les étoiles à neutrons tournent sauvagement avec des champs magnétiques extrêmes comme des pulsars ou des magnétars. Dans les systèmes binaires, certaines étoiles à neutrons peuvent être trouvées accrétant des matériaux de leurs compagnons, émettant un rayonnement électromagnétique alimenté par l’énergie gravitationnelle du matériau accrétant. Nous présentons ci-dessous deux classes générales d’étoiles à neutrons non silencieuses – les pulsars et les magnétars.

Pulsars

La plupart des étoiles à neutrons sont observées sous forme de pulsars., Les Pulsars sont des étoiles à neutrons en rotation qui ont des impulsions de rayonnement à intervalles très réguliers qui vont généralement de la milliseconde à la seconde. Les Pulsars ont des champs magnétiques très forts qui entonnent des jets de particules le long des deux pôles magnétiques. Ces particules accélérées produisent des faisceaux de lumière très puissants. Souvent, le champ magnétique n’est pas aligné avec l’axe de rotation, de sorte que ces faisceaux de particules et de lumière sont balayés lorsque l’étoile tourne. Lorsque le faisceau traverse notre ligne de visée, nous voyons une impulsion – en d’autres termes, nous voyons des pulsars s’allumer et s’éteindre lorsque le faisceau balaie la Terre.,

Une façon de penser d’un pulsar est comme un phare. La nuit, un phare émet un faisceau de lumière qui balaie le ciel. Même si la lumière brille constamment, vous ne voyez le faisceau que lorsqu’il pointe directement dans votre direction. La vidéo ci-dessous est une animation d’une étoile à neutrons montrant le champ magnétique tournant avec l’étoile. À mi-chemin, le point de vue change de sorte que nous pouvons voir les faisceaux de lumière balayant notre ligne de visée – c’est ainsi qu’un pulsar Pulse.

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Cette animation nous emmène dans un pulsar en rotation, avec son fort champ magnétique tournant avec lui. Des nuages de particules chargées se déplacent le long des lignes de champ et leurs rayons gamma sont rayonnés comme une balise de phare par les champs magnétiques. Notre ligne de vue se déplace dans le faisceau, nous voyons les pulsations une fois chaque rotation de l’étoile à neutrons. (Crédit: NASA/Goddard/ CI Lab)

magnétars

Un autre type d’étoile à neutrons est appelé magnétar., Dans une étoile à neutrons typique, le champ magnétique est des milliards de fois celui du champ magnétique terrestre; cependant, dans un magnétar, le champ magnétique est encore 1000 fois plus fort.

dans toutes les étoiles à neutrons, la croûte de l’étoile est verrouillée avec le champ magnétique de sorte que tout changement dans l’une affecte l’autre. La croûte est sous une immense quantité de tension, et un petit mouvement de la croûte peut être explosif. Mais puisque la croûte et le champ magnétique sont liés, cette explosion ondule à travers le champ magnétique., Dans un magnétar, avec son énorme champ magnétique, les mouvements dans la croûte provoquent la libération d’une grande quantité d’énergie sous forme de rayonnement électromagnétique par l’étoile à neutrons. Un magnétar appelé SGR 1806-20 a eu un éclat où en un dixième de seconde il a libéré plus d’énergie que le soleil n’a émis au cours des 100 000 dernières années!

Une rupture dans la croûte d’une étoile à neutrons hautement magnétisée, montrée ici dans un rendu d’artiste, peut déclencher des éruptions à haute énergie. (Crédit: Goddard Space Flight Center de la NASA/S., Wiessinger)

texte mis à jour: Mars 2017