Qu’advient-il des restes des fusions d’étoiles à neutrons ?
Graphique en fausses couleurs montrant la densité de la masse dans les plans équatorial (en bas) et méridional, ou « sud » (en haut), d’un reste de fusion d’étoiles à neutrons environ 100 millisecondes après la fusion. Crédit : David Radice
À la suite d’une collision d’étoiles à neutrons, un nouvel objet céleste appelé rémanent apparaît, entouré de mystère. Les scientifiques cherchent encore à percer ses secrets, notamment s’il s’effondre en un trou noir et à quelle vitesse cela pourrait se produire.
Des scientifiques de l’Université d’État de Pennsylvanie ont utilisé des simulations sur superordinateur avec une hydrodynamique relativiste générale du rayonnement des neutrinos pour comprendre la structure interne de ces restes de fusion d’étoiles à neutrons. Ils ont également étudié la façon dont le reste se refroidit en émettant des neutrinos.
En observant la fusion des étoiles à neutrons dans l’espace, les scientifiques comprennent comment la matière nucléaire se comporte dans des conditions extrêmes qui ne peuvent pas être reproduites sur Terre.
La matière nucléaire est une substance hypothétique composée de protons et de neutrons maintenus ensemble par l’interaction forte. Les scientifiques s’intéressent particulièrement à la question de savoir si la pression exercée par l’interaction forte peut empêcher la formation des trous noirs.
Pour l’étude publiée dans Le Journal d’Astrophysique, les scientifiques ont utilisé les ressources informatiques disponibles via le Centre national de calcul scientifique de recherche énergétique du ministère de l’Énergie, le Centre de supercalcul Leibniz en Allemagne et l’Institut de science informatique et des données de l’Université d’État de Pennsylvanie.
Les chercheurs ont découvert que les restes de fusion d’étoiles à neutrons sont constitués d’un objet central doté de la majeure partie de la masse du système, entouré d’un anneau de matière chaude en rotation rapide qui contient une petite fraction de la masse mais une grande fraction du moment angulaire.
Contrairement à la plupart des étoiles, le reste interne a une température plus élevée à sa surface que dans son noyau, donc des panaches convectifs ne devraient pas se former lorsque le reste se refroidit en émettant des neutrinos.
Cette recherche constitue un point de départ pour identifier les signaux astronomiques qui pourraient aider à répondre à des questions sur les étoiles à neutrons et la formation des trous noirs.
Plus d’information:
David Radice et al., Simulations ab-initio de l’hydrodynamique du rayonnement neutrino relativiste général des restes de fusion d’étoiles à neutrons à longue durée de vie jusqu’aux échelles de temps de refroidissement des neutrinos, Le Journal d’Astrophysique (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/ad0235
Fourni par le ministère américain de l’Énergie
Citation:Que deviennent les restes des fusions d’étoiles à neutrons ? (2024, 7 août) récupéré le 7 août 2024 à partir de
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