Etoiles à neutrons et étoiles à quarks

Proteus · 27 mai 2004

Photographie et schéma d'une étoile à neutrons que les spécialistes de ce forum connaissent bien :

Cette photo montre une étoile à neutrons distante de 400 AL.

Et puis j'ai trouvé cet article. Il parle d'étoile à quarks...

Bon si j'ai bien compris, les étoiles à quarks seraient des objets intermédiaires entre les étoiles à neutrons et les trous noirs ?

J'ai un peu de mal à faire la différence entre l'étoile à quarks et l'étoile à neutrons.... :?

Si quelqu'un pourrait éclairer dans un language simple (merci :lol: ) ma lanterne :wink:

Gaétan · 28 mai 2004

C'est génial. Je me suis plusieurs fois dit qu'il manquait un post sur les étoiles à neutrons.

Dans les naines blanches, ce sont les électrons et protons qui sont très proches les uns des autres. Le principe d'incertitude qui interdit des particules d'être dans le même état quantique, fourni la pression nécessaire à l'étoile pour ne pas s'éffondrer, appellée pression de dégénérescence. Mais si la masse de la naine blanche d'épasse une masse critique (masse calculée par Chandrasekar et = 1.44 masse solaire), cette pression n'est plus suffisante, et les protons et électrons sont obligés de se transformer en neutrons. Une grande partie des protons et électrons s'étant transformée, les répulsions électromagnétiques sont plus faibles et l'étoile a un rayon plus faible à l'équilibre. Mais la barrière des neutrons, due à l'exclusion de Pauli, a aussi une limite (que je ne connais pas). Les neutrons sont alors écrasés, en quelques sortes, et, il semblerait, que les quarks offrent à leur tour une barrière (je ne le savais pas non plus). Mais j'imagine qu'il n'y a pas que des quarks, il doit rester une part de neutrons. Je suppose que tout ça dépend de la masse de l'étoile. Mais je ne saurais en dire d'avantage. Pour bien faire, il faudrait poser la question à quelqu'un qui sait de quoi il parle.

Voir les liens suivants, que je trouve particulièrement clairs :

Les naines blanches

Les étoiles à neutrons

Rien sur les étoiles à quarks

Les trou noirs

En ce qui conserne les trous noirs, contrairement aux étoiles à neutron et à quarks, un trou noir est directement lié à l'espace-temps et n'a rien à voir avec la nature de l'objet. Les astres ayant la plus grande densité sont des trous noirs, mais les trous noirs n'ont nécessairement une grande densité. Tout dépend de la masse du trou noir. Son rayon est simplement proportionnelle à sa masse. Ainsi, une étoiles peut s'effondrer en trou noir et aura une densité collosale, mais un super-trou noir de plusieurs centaines de milliers de masse solaire, peut avoir une densité de l'ordre de celle de l'eau.

On peut dire que l'étoile à quarks est une intermédiaire entre étoile à neutrons et trou noir, mais les trou noir c'est pas eulement ça. Ils peuvent être beaucoup d'autres choses.

Gaétan · 28 mai 2004

Il semblerait que le noyau des étoiles à neutrons soit fait de quarks, les protons et neutrons dissociés par les énormes pressions. Cette état de la matière pourrait être celui des étoiles à quarks. Dans ce cas, je ne vois rien de vraiment nouveau aux étoiles à quarks. Elles ne seraient jamais que des étoiles à neutrons avec un plus gros noyau quarkique (je sais pas si ça existe comme mot) et moins de fer et superfluide de protons et neutrons.

J'espère avoir plus d'élément ici,

Etoiles à neutrons et étoiles à quarks

Proteus · 28 mai 2004

Passionnant passionnant !!

J'en reste la langue pendante !

Merci à toi pour ces réponses ! :wink:

Gaétan · 28 mai 2004

J'ai commis des erreurs dans ce que j'ai dit. Et je suis pas très clair.

Ce n'est pas une pression de dégénérescence qui maintient en équilibre l'étoile à neutrons, mais des forces nucléaires fortes entre neutrons qui deviennent répulsives à haute densité.

Mais je te conseille vivement d'aller lire la réponse de Rincevent au lien que j'ai donné plus haut. Sa réponse est magnifique, clair et complète. Il me semble avoir lu quelque part qu'il est spécialisé dans l'étude des pulsars.

Sedna · 28 mai 2004

Photographie et schéma d'une étoile à neutrons que les spécialistes de ce forum connaissent bien :

Cette photo montre une étoile à neutrons distante de 400 AL.

Et puis j'ai trouvé cet article. Il parle d'étoile à quarks...

http://www.cirs-tm.org/breve.php?id=208

Bon si j'ai bien compris, les étoiles à quarks seraient des objets intermédiaires entre les étoiles à neutrons et les trous noirs ?

J'ai un peu de mal à faire la différence entre l'étoile à quarks et l'étoile à neutrons.... :?

Si quelqu'un pourrait éclairer dans un language simple (merci ) ma lanterne :wink:

Dit Proteus, la première photo que tu as mise dans ton message, elle représente quelque étoile ? Enfin, quel est son nom ?

Et aussi, aurais-tu trouvé ( par hasard) une liste regroupant les étoiles à quarks? Si oui, fais moi signe. :wink:

Si quelqu'un d'autre en a une aussi. Qu'il me fasse signe aussi, je le remercierai.

Pour CélineT :arrow:

Gaétan · 28 mai 2004

Les étoiles à quarks, ou étoiles étranges, ne sont que des modèles théoriques. Il n'y a pas d'étoiles à quarks qui soit ressencée comme telle. Dans l'article donné par Proteus, il s'agit là de deux candidates étoiles à quarks, dont l'un est probablement une simple étoile à neutrons. Pour l'autre, la question reste sans réponse précise.

Si le sujet t'intéresse, va lire le lien que j'ai fait ci-dessus vers une discussion avec un spécialiste.

Proteus · 28 mai 2004

Dit Proteus, la première photo que tu as mise dans ton message, elle représente quelque étoile ? Enfin, quel est son nom ?

Alors, cette photo a été faite par Hubble. Il a fait plusieurs observations de cette étoile (trois je crois) entre 1996 et 1999. Son nom est RXJ 185635-3754.

Selon les sites, elle est à 200 AL ou 400 AL de la Terre :roll:; elle se situe dans le sud de la constellation Couronne Australe d'après ce que j'ai lu. Son diamètre serait inférieur à 28 kms et sa température de surface serait de 700000 K.

Et aussi, aurais-tu trouvé ( par hasard) une liste regroupant les étoiles à quarks? Si oui, fais moi signe. :wink:

Non. Comme l'a dit Gaétan, il n'existe pas de liste de ce genre d'étoiles, ce sont des modèles, c'est de la théorie pour l'instant. :wink:

Proteus · 19 juin 2004

C'est une image d'artiste d'un système binaire de pulsars millisecondes, le seul système de ce type connu à ce jours je crois. Ils ont visiblement décidé de se mettre "en ménage" :lol: , ils s'appellent respectivement PSRJ0737-3039A et PSRJ0737-3039B. Ce sont donc deux étoiles à neutrons qui se tournent autour en 2H30 min.

Le premier pulsar effectue sa rotation en 23 millisecondes et l'autre en 2,8 secondes. Les astronomes qui ont découvert ce système estiment que ces deux étoiles vont rentrer en collision dans 85 millions d'années.

Et je me pose alors cette question toute simple : Qu'est-ce que ça va faire ? Une étoile à neutron ? Un trou noir ?

19 juin 2004

C'est une image d'artiste d'un système binaire de pulsars millisecondes, le seul système de ce type connu à ce jours je crois. Ils ont visiblement décidé de se mettre "en ménage" , ils s'appellent respectivement PSRJ0737-3039A et PSRJ0737-3039B. Ce sont donc deux étoiles à neutrons qui se tournent autour en 2H30 min.
Le premier pulsar effectue sa rotation en 23 millisecondes et l'autre en 2,8 secondes. Les astronomes qui ont découvert ce système estiment que ces deux étoiles vont rentrer en collision dans 85 millions d'années.

Et je me pose alors cette question toute simple : Qu'est-ce que ça va faire ? Une étoile à neutron ? Un trou noir ?

Et si c’est limage d’une seule étoile, qui passerait à travers une lentille gravitationnelle ou temporelle déformante ?

Il n’est pas improbable que ce que nous voyons soit complètement faux.

Pour être sur, il faudrait aller y voir.

Lolo · 19 juin 2004

C'est une image d'artiste d'un système binaire de pulsars millisecondes, le seul système de ce type connu à ce jours je crois. Ils ont visiblement décidé de se mettre "en ménage" , ils s'appellent respectivement PSRJ0737-3039A et PSRJ0737-3039B. Ce sont donc deux étoiles à neutrons qui se tournent autour en 2H30 min.
Le premier pulsar effectue sa rotation en 23 millisecondes et l'autre en 2,8 secondes. Les astronomes qui ont découvert ce système estiment que ces deux étoiles vont rentrer en collision dans 85 millions d'années.

Et je me pose alors cette question toute simple : Qu'est-ce que ça va faire ? Une étoile à neutron ? Un trou noir ?

Et si c’est limage d’une seule étoile, qui passerait à travers une lentille gravitationnelle ou temporelle déformante ?

Il n’est pas improbable que ce que nous voyons soit complètement faux.

Pour être sur, il faudrait aller y voir.

La mise en garde que tu fais est intéressante. Mais, je pense que les scientifiques en ont tenu compte et qu'il y a plusieurs symptomes qui leur permettent de diagnostiquer à coup presque sûr que c'est un système binaire d'étoile à neutrons.

De plus, ce n'est pas une photo que tu vois là, c'est juste une vue d'artiste (tu avais sans doute compris, mais je préfère pendre le noyé ).

:wink:

Gaétan · 19 juin 2004

A mon sens, la grande différence (un facteur 100x quand même) entre les deux périodes de rotation des pulsars (je préfère dire pulsar quand il s'agit d'observation parce qu'une étoile à neutron est l'objet théorique) indique de manière assez sûr qu'il s'agit de deux objets différents. De plus, je ne pense qu'il puisse exister de lentilles gravitationnelle assez "efficace" à ces distances relativement faibles, puisqu'on est encore dans notre galaxie (mais je suis pas sûr).

Proteus · 19 juin 2004

Et si c’est limage d’une seule étoile, qui passerait à travers une lentille gravitationnelle ou temporelle déformante ?
Il n’est pas improbable que ce que nous voyons soit complètement faux.

Pour être sur, il faudrait aller y voir.

Si si, ce couple de pulsars existe bien. Voici le lien d'où j'ai extrait cette image d'artiste :

:arrow: http://www.jb.man.ac.uk/news/doublepulsar/

_Lune_ · 19 juin 2004

bon alors je sais pas si j'ai bien tout compri...

menfin ce que j'ai compri, c'est que les etoiles a quarks sont entre les etoiles a neutron et les naine blanche,

mais alors euh la ou j'ai pas compri c'est ce qui les differencie l'une de l'autre, c'est leur noyau??

et si c'est sa...heu alors il y a quoi?mdrr parce que j'ai pas tout tout compris la... trop d'information en mm temps, sa va pas pour ma chtite tete!

c'est le coeur externe de l'étoile à neutrons, formé de neutrons, protons et électrons

Il pourrait y avoir ainsi apparition d'hypérons, ou bien formation d'un condensat de pions voire déconfinement des quarks.

euh alors en faite dans une etoile a quarks il y aurait juste des quarks ou d'hypérons ?

ou alors il y aurait aussi des neutrons, electrons et de protons?

Gaétan · 19 juin 2004

Je vais essayer de faire un résumé rien que pour toi.

Les naines blanches

Dans une naine blanche, il n'y a plus de réaction nucléaire.

L'étoile s'éffondre donc sous son propre poid.

Comme c'est une étoile et que c'est très chaud, il n'y a pas d'atomes, mais des électrons et des protons libres. On parle d'un gaz parfait de Fermi.

Les électrons (et aussi les protons mais eux on s'en fout) sont des fermions et obéissent aux règles d'exclusion de Pauli.

On ne peut pas les compresser plus, sinon on connaitrait leur position et impulsion avec trop de précision, ce qui est interdit par les relations de Heisenberg.

Cette impossibilité a être d'avantage comprimé se traduit par une pression, dit de dégénérescence, qui s'oppose à une augmentation de densité.

Il arrive donc un moment, on la gravitation n'est plus suffisante pour écraser l'étoile à cause de cette pression de dégénérescence des électrons.

Il existe une masse limite au delà de laquelle la pression de dégénérescence ne suffit plus à contrer la garvitation.

L'étoile s'effondre et on passe à l'étape suis vente.

Les étoiles à neutrons

Les densité de la naine blanche étant très élevées, les électrons et les protons s'associent pour former des neutrons.

La pression de dégénérescence des électrons disparait puisque qu'il y a beaucoup moins d'électrons.

La densité de neutron augment au fur et à mesure que l'étoile s'effondre.

Quand la densité est suffisament importante, les forces nucléaires, qui sont attractive dans les noyaux, devient répulsive.

Cette force maintient l'étoile en équilibre. Elle ne s'effondre plus sous son poid.

Au delà d'une certaine masse, les force nucléaires ne suffisent plus à compenser la gravitation.

Les étoiles à quarks

Quand la densité de neutrons augment encore, les quarks qui constituent les neutrons, ne peuvent plus e rendrent compte qu'ils forment un neutron.

Il ne voit plus qu'un genre de nuage de quarks globalement neutre. Les quarks sont libres.

Comme les quarks sont libres, ils peuvent s'associer à des gluons.

La matière ainsi composée est extrêment stable.

Cet état stable offre un nouveau répis à l'effondrement gravitationnelle de l'étoile.

La stabilité de ce plasma de quark-gluon étant très grande, la densité de l'étoile n'augmente quasiment pas quand on y ajoute de la matière, contrairement aux naines blanches et étoiles à neutrons.

Au delà d'une certaine masse, l'étoile s'effondre à nouveau, mais cette fois, la nature de la matière qui la compose ne change pas. C'est toujours un plasma de quark-gluon.

Une étoile à quarks peut avoir un rayon arbitrairement petit.

Voilà, je viens de relire et j'ai l'impression que c'est plus long que le résumé que j'espérais.

Si tu as des questions, n'hésite pas. Si tu trouves que mon résumé est à chier, tu peux m'engueuler et me mettre dans le coin. :cry:

Bleu · 19 juin 2004

Mais quelle différence de densité y a-t-il entre "l'objet juste avant un effondrement sous forme de trou noir" et une étoile à quarks?

Je sais qu'une étoile à neutrons a déjà la densité colossale de 10^17 kg/m³...

++

Gaétan · 19 juin 2004

Je pense, si j'ai bien compris, qu'il ne faut pas voir les trous noirs du même point de vue que les naines blanches, étoiles à neutrons, et étoiles à quarks. Les trois types d'étoiles précités ont chacun un état particulier de la matière de plus en plus dense. Un trou noir n'est pas un état de la matière, c'est une déformation de l'espace temps. Le rayon de l'horizons des événement d'un trou noir est défini par la masse de ce dernier, et c'est tout (enfin presque), l'état de la matière lui importe peu.

Mais si tu veux être sûr d'avoir une bonne réponse à ta question, va sur la discussion pour laquelle j'ai fait un lien plus haut. En fait je me suis aussi posé la question, et je suis pas sûr de ma réponse. :wink:

Bleu · 19 juin 2004

Je pense, si j'ai bien compris, qu'il ne faut pas voir les trous noirs du même point de vue que les naines blanches, étoiles à neutrons, et étoiles à quarks. Les trois types d'étoiles précités ont chacun un état particulier de la matière de plus en plus dense. Un trou noir n'est pas un état de la matière, c'est une déformation de l'espace temps.

C'est en fait pour cela que j'ai parlé "d'objet juste avant l'effondrement en trou noir".

Je vais jeter un coup d'oeil. :wink:

++

_Lune_ · 19 juin 2004

mci gaetan la j'ai mieu compris!

t'es un bon prof!

mdr

bon ben si j'ai des questions la dessus, jte les poserais! hihi

Gaétan · 19 juin 2004

Alors, je crois que je l'ai écrit plus haut. Une étoile à quarks a une densité quasi constante pour des masses suffisament faibles. Ca veut dire que le rayon de l'étoile augment quand la masse augment, contrairement aux étoiles à neutrons et naines blanches. Mais quand la masse devient plus importante (je ne sais pas quelle valeur), le rayon de l'étoile diminue. Un plasma quarks-gluon peut avoir une densité arbitrairement élevée.

Le mieux c'est que tu ailles lire la discussion dont je te parle dasn mon post précédent. Ici :

http://forums.futura-sciences.com/showthre...73998#post73998

Gaétan · 19 juin 2004

mci gaetan la j'ai mieu compris!
t'es un bon prof!

mdr

bon ben si j'ai des questions la dessus, jte les poserais! hihi

Cool ;-)

J'ai eu peur de plus t'embrouiller qu'autre chose. Je suis pas toujours très clair je crois.

Proteus · 30 novembre 2004

C'est en lisant un article sur les étoiles à neutrons dans le Ciel&Espace de décembre 2004 que je relance ce sujet.

En effet pour la première fois, des astronomes ont pu déterminer grâce aux mesures des satellites XMM et RXTE la composition et masse précises d'une étoile à neutrons, alors que jusqu'alors c'étaient des estimations théoriques.

Cette étoile à neutrons répond au doux nom d' EXO 0748-676, elle fait partie d'un système binaire d'où elle attire la matière de sa compagne bien plus grosse. Elle est située dans la constellation australe du poisson volant à 30.000 AL.

Voici les schémas et explications publiés dans ce mensuel (et j'espère ne pas raconter de sottises), je vais tenter d'expliquer le pourquoi du comment y z'on fait pour trouver ça.... :houla:

image 1 :L'étoile à neutrons EXO 0748-676 appartient à un système binaire

image 2 :Cette étoile très dense attire la matière de sa compagne

image 3 & 4 : Le gaz est chauffé et accéléré, il produit à sa surface des explosions thermonucléaires

image 5 :....puis le gaz est absorbé

image 6 : Tous ces événements font varier la luminosité X du couple stellaire et c'est ainsi que les astronomes ont pu déterminer les mensurations de cette étoile à neutrons

Résultats:

Cette étoile à neutrons effectue 45 rotations/s; elle a une masse de 1,75 masse solaire pour 11,5 km de rayon. Et puis les étoiles à neutrons ne contiendraient exclusivement que des neutrons. Ces neutrons seraient dans un état superfluide, semblable à un liquide qui coulerait sans friction...

Donc exit des particules tels que les quarks ou les hypérons qu'un certain nombre de chercheurs soupçonnaient jusqu'à présent ?

Si on pouvait extraire un grain de matière de cette étoile de la taille d'un grain de sable, il aurait une masse de 75.000 tonnes...

Voici le site d'où j'ai extrait ces illustrations :

http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20021003nsexplosion.html

et les explications c'est dans le C&E du mois de décembre, mais ça je crois que je l'ai déjà dit...

Que pensez-vous de cette découverte ?

Aragorn_54 · 30 novembre 2004

la masse d'un grain de sable, il aurait une masse de 75.000 tonnes

Ah ouais :blink: !

Mais je ne comprends pas une chose :huh: ..

Avant de devenir "étoile à neutrons", elle est passée par une phase de supernova.. Comment l 'onde de choc créée par la répulsion des couches entourant le noyau neutronique (lol) n 'a-t-il pas balayé les couches périphériques de la géante rouge voisine (couches superficielles étant extrèmement ténues)?

Est-ce qu 'il faut y voir le fait que l 'étoile voisine s 'est transformée en géante rouge après l 'explosion en supernova ?

Proteus · 1 décembre 2004

Message écrit par Aragorn_54@Nov 30 2004, 12:56 PM
Mais je ne comprends pas une chose :huh: ..

Avant de devenir "étoile à neutrons", elle est passée par une phase de supernova.. Comment l 'onde de choc créée par la répulsion des couches entourant le noyau neutronique (lol) n 'a-t-il pas balayé les couches périphériques de la géante rouge voisine (couches superficielles étant extrèmement ténues)?

Est-ce qu 'il faut y voir le fait que l 'étoile voisine s 'est transformée en géante rouge après l 'explosion en supernova ?

](texte cité)

Et bien en fait, la compagne d'EXO 0748-676 n'est pas une géante rouge mais une petite étoile, deux fois moins massive que le Soleil . Elle orbite à 1 million de km de celle-çi et en fait le tour en 3h49 min.

Ceci dit, même si c'est une petite étoile, je ne saurai dire comment elle a pu survivre à un tel cataclysme ?

Pour avoir une meilleure idée de ce à quoi peut ressembler ce système, voici une petite illustration comparée à notre système Terre-Lune et rapportée aussi aux dimensions de notre Soleil en bas de l'image :

Et ce lien très intéressant qui va avec :

http://www-dapnia.cea.fr/Phys/Sap/Activiti...html#EXO%200748

Aragorn_54 · 1 décembre 2004

Ah ok.. je pensais que c 'était une géante vu la vision d 'artiste..

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