Etoile à neutron

[minautor]

Est-ce que quelqu'un pourrai me décrire les different stades d'évolution d'une étoile à neutron si il y'a evolution merci Une étoile à neutron c'est pas fait que de neutron non:?:

[Jeff Hawke]

Si, si ! C'est rien que du neutron. C'est super dense, comme étoile.

 

Il y a un roman de SF qui a imaginé une forme de vie là-dessus. C'est assez bon.

 

C'est des rapides, les gus qui vivent là !

[minautor]

Et il sont passaient ou les protons et élèctrons:?:

[Jeff Hawke]

Un neutron, c'est (grosso modo) un proton et un électron très proches l'un de l'autre. Un amour fusionnel.

[minautor]

Un neutron, c'est (grosso modo) un proton et un électron très proches l'un de l'autre. Un amour fusionnel.

 

OK je me fasai vraiment une idée fausse de ce qu'est un atome alors Et pour les différents stades d'évolution si il y'a evolution?

[ArthurDent]

Bonjour,

 

Une étoile à neutron se forme après l' explosion d'une supernovae : Ce qui reste est un noyau très dense de "scories" inertes du point de vue de la fusion. La gravitation tasse tout ça en un corps hyper dense, jusqu'à atteindre un équilibre hydrostatique (l' intéraction forte équilibrant la gravité).

L' étoile est alors composée d' une "soupe" de leptons (e+,e-) et de hadrons (p, n, et autres trucs plus exotiques) plus ou moins excités.

Cette soupe se refroidit en émettant majoritairement des neutrinos et antineutrinos, selon différentes réactions (dites "Urca process")

Par exemple, pour les plus directs (mais ce ne sont pas les seuls) :

n -> p + e- + (v)

p -> n + e+ + v

[ avec n = neutron, p=proton, v = neutrino, (v) = anti-neutrino, e-=electron, e+=positron ]

 

puis finit de se refroidir en émettant des photons.

 

Au final, il reste une soupe isotherme de particules élémentaires dont la nature exacte est mal connue, qui reste stable (sauf dans les cas où un trou noir se forme).

 

Si tu tiens à avoir tous les détails y' a ça:

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0012136

[Jean-ClaudeP]

Un neutron, c'est (grosso modo) un proton et un électron très proches l'un de l'autre. Un amour fusionnel.

 

C'est plus que de l'amour fusionnel, car le neutron est une particule élémentaire et non la réunion d'un proton et d'un électron.

 

La gravitation tasse tout ça en un corps hyper dense, jusqu'à atteindre un équilibre hydrostatique (l' intéraction forte équilibrant la gravité).

 

C'est le principe d'exclusion de Pauli qui empèche les neutrons de fusionner sauf quand l'étoile est trop grosse. Or, quelle force répulsive gouverne ce principe d'exclusion, est-ce comme vous le suggérez l'interaction forte ?

En fait, j'ai un gros doute, la-dessus, car le principe d'exclusion de Pauli concerne aussi les électrons qui ne sont pas sensibles à l'interaction forte mais à la faible.

[Snark]

C'est le principe d'exclusion de Pauli qui empèche les neutrons de fusionner sauf quand l'étoile est trop grosse. Or, quelle force répulsive gouverne ce principe d'exclusion, est-ce comme vous le suggérez l'interaction forte ?

En fait, j'ai un gros doute, la-dessus, car le principe d'exclusion de Pauli concerne aussi les électrons qui ne sont pas sensibles à l'interaction forte mais à la faible.

 

En 1923, Wolfgang Pauli proposa un principe selon lequel les fermions (particules de spin semi-entier telles que les électrons, protons ou neutrons), ne peuvent pas se trouver au même endroit dans le même état quantique.

http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=8039

 

 

L'équilbre d'une étoile à neutrons est assuré par le principe d'exclusion de Pauli, comme dans les naines blanches, mais appliqué ici aux neutrons (qui sont aussi des fermions).http://www.dil.univ-mrs.fr/~gispert/enseignement/astronomie/4eme_partie/EtoilesANeutrons.php

[mathieu8094]

j'ai entendu dire qu'un pulsar (etoile a neutron) etait tres dense et tournait tres rapidement. est-ce qu'une etoile tourne sur elle meme?

et il n'y a que les etoiles qui vont devenir des supernova qui vont donner un pulsar?

si le noyau d'une etoile tourne tres vite alors il devrait entrainer l'etoile aussi non?

[minautor]

j'ai entendu dire qu'un pulsar (etoile a neutron) etait tres dense et tournait tres rapidement. est-ce qu'une etoile tourne sur elle meme?

et il n'y a que les etoiles qui vont devenir des supernova qui vont donner un pulsar?

si le noyau d'une etoile tourne tres vite alors il devrait entrainer l'etoile aussi non?

 

Je me trompe peut-etre mais un pulsar n'est pas une étoile à neutron (enfin il me semble) une supernova donne naissance à un trou noir et tous les astres tourne sur eux méme (trou noir,étoile,planéte etc...)

[minautor]

Je me trompe peut-etre mais un pulsar n'est pas une étoile à neutron (enfin il me semble)

 

A non c'est bien une étoile à neutron désoler

[mathieu8094]

tu as raison en partie je crois qu'apres une super nova il y a soit un trou noir soit un pulsar

[RedShift]

L'équilbre d'une étoile à neutrons est assuré par le principe d'exclusion de Pauli, comme dans les naines blanches, mais appliqué ici aux neutrons (qui sont aussi des fermions).http://www.dil.univ-mrs.fr/~gispert/enseignement/astronomie/4eme_partie/EtoilesANeutrons.php

 

Salut !

 

C'est également ce que je pensais mais il semble que ce soit plutôt l'interaction forte qui est principalement responsable du maintien des étoiles à neutrons qui ne sont d'ailleurs pas composées uniquement de neutrons. Voir ci-dessous l'extrait d'un échange sur FS concernant ce type d'étoiles ...

 

Même si ce que tu dis est juste pour une naine blanche, dans le cas des étoiles à neutrons c'est l'interaction forte qui lutte contre la gravitation. En effet, l'interaction forte est une interaction effective (elle ressort du problème à N corps appliqué à la chromodynamique quantique des quarks qui forment les nucléons) et elle devient répulsive à certaines densités, même si elle est attractive à la densité des noyaux (c'est ainsi qu'elle assure leur cohésion).

 

Par ailleurs, les étoiles à neutrons ont une structure plus complexe qu'une simple boule de neutrons: dans les parties à basses densités, on a un réseau coulombien de divers noyaux avec des électrons délocalisés. Quand on se dirige vers les densités plus hautes (l'intérieur donc) il apparaît des neutrons libres, puis les noyaux se désagrègent: c'est le coeur externe de l'étoile à neutrons, formé de neutrons, protons et électrons (en gros moins d'un proton pour 10 neutrons). Cependant, si l'étoile est suffisamment massive, la densité au centre peut atteindre des valeurs tellement élevées que l'on ne sait pas encore trop ce qui s'y trouve. Il pourrait y avoir ainsi apparition d'hypérons, ou bien formation d'un condensat de pions voire déconfinement des quarks.

 

Pour ceux que ça intéresse vous pouvez consulter cet échange au lien suivant ...

http://forums.futura-sciences.com/astronomie-astrophysique/10097-etoiles-a-neutrons-etoiles-a-quarks.html

 

Comme vous le verrez, on y parle aussi d'éventuelles "étoiles à quarks" dont l'existence n'est pas démontrée mais dont la source principale d'équilibre serait également l'interaction forte.

[minautor]

Quelqu'un pourrai donner les différent types d'étoile à neutron et leurs propriétès merci

[Lasilla]

Un pulsar n'est autre qu'une étoile à neutron dont le faisceau d'ondes qui est expulsé des pôles magnétiques balaye la terre, ce qui nous permet de capter le signal.

 

Quant aux "différents types", y'en a pas 36000... Redshift vient de te donner une idée de leur structure (mal connue) juste au dessus.

 

Qu'entends-tu par leur "propriété"? Le fait qu'elles ont en général un moment cinétique assez élevé? Un champ magnétique? Leur densité (en gros, c'est la même densité que toute la tour Eiffel contenue dans une cuillère à café)?

 

Soit un peu plus clair...

[ArthurDent]

L'équilbre d'une étoile à neutrons est assuré par le principe d'exclusion de Pauli

 

Pas seulement ; en effet, dans une étoile à neutron, on ne trouve pas que des neutrons stables: L' énergie et la densité est telle que certaines "réactions" observées lors des collisions produites dans les accélérateurs de particules peuvent avoir lieu, et donc on peut avoir formation de "superneutrons" ou "superprotons" (appelés hypérons) qui sont des combinaisons instables de quarks (tout comme le neutrons, mais en plus instable).

 

Les électrons et autres leptons étant rapidement éliminés par les réactions Urca, il ne reste plus, statistiquement , que de la soupe de quarks (quarks toujours confinés dans le cas d' étoile à neutron de faible masse, et peut-être déconfinés dans les proto-"étoiles à neutron" de masse élevée, les hypothétiques étoiles à quarks).

 

Or les quarks sont sensibles à l' intéraction forte et à l' intéraction faible, mais pour que le principe d' exclusion s' applique il faut que la particule résultante soit de spin demi-entier, ce qui n' est pas la seule possibilité d' assemblage [les pions et les kaons ont un spin entier]

 

Ce qui va déterminer la position d' équilibre n' est donc pas seulement le principe d' exclusion de Pauli (ce qui serait le cas si l' étoile était composée uniquement de neutrons stables), mais l' état quantique final de l' étoile (proportion de neutrons/électrons/protons/hypérons) et cet état est déterminé par la masse de l' étoile, et les assemblages de quarks autorisés par la chromodynamique quantique (QCD) que j' ai abusivement appelé "intéraction forte", qui sera l' intéraction dominante ici.

Autrement dit, et grossièrement : En plus du principe d' exclusion, les neutrons vont être soumis à une "friction" due au fait que les quarks constituant deux neutrons proches se "voient" par l' intermédiaire de l' intéraction forte (et aussi un peu par intéraction faible, mais c' est négligeable), et utilisent l' énergie disponible pour "fabriquer" d' autres particules (entre autre).Du coup ce qui se comporterait comme un gaz parfait (s'il n'y avait que des neutrons) se comporte un peu comme dans un liquide visqueux. C' est la combinaison de ces deux phénomènes, exclusion de Pauli et intéractions entre quarks, qui va déterminer l' équilibre hydrostatique.

 

Le papier que j' ai cité dans le post précédent étudie les différentes compositions et montre que dans certains cas il peut y avoir effondrement en trou noir malgré une masse initiale trop faible pour former un trou noir directement après l' explosion de la supernova, alors que dans d' autres celà va "arrêter" l' effondrement.

 

Voir les explications de RinceVincent dans le fil de FS cité par Redshift plus haut, qui détaille bien tout ça.

[Jeff Hawke]

C'est plus que de l'amour fusionnel, car le neutron est une particule élémentaire et non la réunion d'un proton et d'un électron.

 

C'était une manière de l'exprimer. C'est très fusionnel...

 

Tout ça, c'est du jus de quarks...

[trounoir06]

tu as raison en partie je crois qu'apres une super nova il y a soit un trou noir soit un pulsar

 

lorsque une étoile massive arrive en fin de vie (pour schématiser) elle explose éjectant ses couches externes...cette explosion accompagne l'implosion du coeur " de fer" de l'ancienne étoile.La matière y devient si dense (comme le dit little socket, de l'ordre de la masse de la tour eiffel dans une tête d'épingle...) que les électrons et les protons ont fusionné en neutrons.

Si la masse du nouveau coeur ne dépasse pas trois masses solaires, il y a un équilibre entre la gravité et la pression des neutrons, on dit que l'étoile se stabilise et devient une étoile à neutron d'une dizaine de kilomètres de diamètre (ou de rayon je sais plus;;;. Au cours de l'implosion elle garde l'énergie de rotation du coeur de l'ancienne étoile et tourne des dizaines de fois par seconde..cette vitesse de rotation fait qu'il n'existe aucune malformation ou dénivelé sur le coeur c'est lisse comme une boule de billard..

il existe un champ magnétique autour de l'étoile suite à l'implosion qui crée une sorte de magnétosphère autour de l'étoile...le noyau tournant à pleine vitesse accélère les particules électrisées jusqu'à la vitesse de la lumière.....c'est dernière passant par les pôles produit d'intenses faisceaux de lumière, lorsque un faisceaux balayent la terre on voit l'étoile clignoter comme un phare d'où le nom de "pulsar"contraction de "pulsating star"

Au delà de trois masses solaires le noyau continu son effondrement et devient un trou noir mais là c'est un autre sujet...

[trounoir06]

tu as raison en partie je crois qu'apres une super nova il y a soit un trou noir soit un pulsar

 

lorsque une étoile massive arrive en fin de vie (pour schématiser) elle explose éjectant ses couches externes...cette explosion accompagne l'implosion du coeur " de fer" de l'ancienne étoile.La matière y devient si dense (comme le dit little socket, de l'ordre de la masse de la tour eiffel dans une tête d'épingle...) que les électrons et les protons ont fusionné en neutrons.

Si la masse du nouveau coeur ne dépasse pas trois masses solaires, il y a un équilibre entre la gravité et la pression des neutrons, on dit que l'étoile se stabilise et devient une étoile à neutron d'une dizaine de kilomètres de diamètre (ou de rayon je sais plus;;;. Au cours de l'implosion elle garde l'énergie de rotation du coeur de l'ancienne étoile et tourne des dizaines de fois par seconde..cette vitesse de rotation fait qu'il n'existe aucune malformation ou dénivelé sur le coeur c'est lisse comme une boule de billard..

il existe un champ magnétique autour de l'étoile suite à l'implosion qui crée une sorte de magnétosphère autour de l'étoile...le noyau tournant à pleine vitesse accélère les particules électrisées jusqu'à la vitesse de la lumière.....c'est dernière passant par les pôles produit d'intenses faisceaux de lumière, lorsque un faisceaux balayent la terre on voit l'étoile clignoter comme un phare d'où le nom de "pulsar"contraction de "pulsating star"

Au delà de trois masses solaires le noyau continu son effondrement et devient un trou noir mais là c'est un autre sujet...

[ArthurDent]

Quelqu'un pourrai donner les différent types d'étoile à neutron et leurs propriétès merci

 

Vue d' avion, Lasilla a répondu : il n' y a en gros qu' une seule sorte d' étoile à neutron : le pulsar.

 

Vue de plus près, et avec toutes les précautions qui s' impose, il y en a plein et c' est encore très mal connu. L' article suivant établit les différentes possibilités et structures hypothétiques du coeur des étoiles à neutron, selon les hypothèses envisagées.

http://arxiv.org/abs/0705.2708

 

Pour résumer, on a pour décrire le coeur 5 modèles possibles et 4 états exotiques de la matière (des quarks déconfinés aux hypérons) disponibles, mélangés selon des proportions variables.

 

Pas simple, et loin d' être validé observationnellement.

[Hexo]

tu as raison en partie je crois qu'apres une super nova il y a soit un trou noir soit un pulsar

 

Faux, une supernova est une fin possible d'étoile.

En aucun cas elle ne précède un trou noir qui est une autre fin possible d'étoile.

[Invité akira]

N'importe quoi Hexo. Le trou noir ou l'etoile a neutron sont les residus d'une supernova (de type non Ia d'alleurs). Les supernovae de type Ia n'ont pas de residus et les II ont pour residus soit un TN soit une etoile a neutron ...

[Fitz]

Pour les sortes d'étoiles à neutrons on a:

-Une étoile à neutron et une étoile normale très proches peuvent donner une binaire X (Google is your friend)

-Un pulsar si elle émet un puissant rayonnement par ses pôle et si ce faisceau de rayonnement croise un point d'observation (la Terre)

-Un pulsar miliseconde si sa période de rotation est de cet ordre de grandeur. Sont trouvés très souvent en couple avec une autre étoile.

-Un pulsar radio si l'émission pulsée est dans les ondes radio. (majoritaires)

-Un pulsar X si l'émission pulsée est en rayons X. Peuvent faire partie d'une binaire X.

-Un pulsar X anormal si l'énergie pulsée est supérieure à la valeur limité théoriques et nécessite donc l'intervention d'un phénomène inconnu. Possèdent un champ magnétique extrêmement élevé (plus élevé que celui des magnétars) et semblent être des astres jeunes (et donc transitoires)

-Un magnétar si son champ magnétique est extrêmement élevé. Il semblerait que les magnétars soient tous jeunes et représentent une étape pour que l'étoile à neutron devienne un pulsar.

 

A cela on peut ajouter les étoiles étranges ou étoiles à quarks qui sont encore théoriques et peu nombreuses. Comme leur nom l'indique elles sont encore plus denses et constituées de quarks dont une partie significative est charmée. Une étoile à quarks ne se forme pas directement après une supernovæ mais quelques instants après l'explosion, lorsque l'étoile à neutron devient trop lourde, cet évènement produit un deuxième flash. Il y a une supernova connue correspondant (pile poil, pour une fois) à cet évènement, et deux candidats étoile étrange dèja formés.

[Fitz]

Petit travail personnel:

[ArthurDent]

Il y a une supernova connue correspondant (pile poil, pour une fois) à cet évènement, et deux candidats étoile étrange dèja formés.

Salut,

Tu aurais les références là dessus ?

 

(et Bonne année )

[Fitz]

Salut,

Tu aurais les références là dessus ?

 

(et Bonne année )

ici

[ArthurDent]

Merci.

 

La courbe de luminosité ne colle pas du tout avec les prédictions de leur modèle pendant la phase de décroissance, ce qui rends leur explication peu convaincante ...

On dirait que les auteurs du papier sont les seuls à travailler sur cette hypothèse, ce qui semble plutôt mauvais signe ...

 

Pour l' instant , cette supernova là reste mystérieuse, on dirait.

[Fitz]

J'ai bien dit que c'était un candidat^^

 

Le "pile poil" était dit de mémoire, et effectivement il semblerais que c'est pas le cas. Mis bon une hypothèse comme une autre. La plupart des scientifiques expliquent la luminosité de cette supernova par le fait que nous sommes dans l'axe des pôles si je ne me trompe pas.

 

Bon et sinon il y a plusieurs étoiles à neutrons qui semblent plus froides, plus lourdes et plus dense que la normale...(tu veux le papier?)

[ArthurDent]

Oui, ceux-là je les ai vu, c' est intéressant mais ça reste spéculatif (question signal, c' est autre chose qu' une explosion de supernova ... )

 

Bref, il me semble que les étoiles à quarks (ou étranges) ça reste franchement spéculatif, bien qu'il y ait pas mal d' indices concordants ...

[jr56]

La très grande énergie cinétique d'une étoile à neutron (tourne très vite) vient du fait que dans l'efondrement de l'étoile initiale, l'énergie cinétique est en gros conservée. Comme la matière se comprime énormément au point que le vide de l'intérieur des atomes (les électrons sont relativement très loin des noyaux dans la matière "ordinaire") disparait, le volume de l'étoile devient minuscule, et donc à énergie cinétiqaue constante, tourne beaucoup beaucoup plus (cf. la patineuse qui tourne lentement bras écartés puis rapproche les bras le long du corps pour tourner plus vite.. sauf que là, il faut imaginer que la patineuse rétrécit jusqu'à une épaisseur quasi nulle... concentrée sur la taille d'un atome voire moins!

 

Sinon oui, le pulsar est le cas statistiquement rare où le faisceau éjecté le long de l'axe de rotation est pile dans ladirection de la très lointaine terre....