Le pouvoir de l' imaginaire (165): étoiles à neutrons ...Chair ou poisson???

Si vous croyez , chers amis lecteurs que j’ai fini de  vous parler des étoiles à neutrons , vous vous mettez le doigt dans l’œil ! Je vais continuer à disséquer les «  nouveautés «  que nous présente notre astronome professionnel JEROME NOVAK  de  Paris –Meudon   dans le dernier « Dossier pour la science » …Par ailleurs, de fil en aiguille , ma curiosité m’a poussé à enquêter sur l’auteur  , sa formation et son travail au LUTH (Le Laboratoire de L'Univers et ses Théories regroupe plus de 60 chercheurs dont l'activité principale est la modélisation analytique ou numérique des systèmes astrophysiques.)

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Avant toutes choses  je rappelle PRUDEMMENT que les informations sur la transformation d’une étoile «  standard » lors de sa fin de vie en étoile à neutrons reposent  sur le seul fonds expérimental de données purement optiques  ainsi  que de données spectrales……  Puis ensuite sur un corpus théorique de  physique  et chimie nucléaires STANDARDS établi sur la  Relativité/La Chromodynamique quantique  , proposés d’après les expérimentations  en accélérateurs de particules  ….   Et duquel on tire ce qu’il faut  pour établir  des modèles mathématiques  des diverses catégories d’étoiles à neutrons que je vous ai citées ….j E SOULIGNE  qu’ expérimentalement ,aucune onde gravitationnelle  n’a encore été observée sur ces objets spatiaux  et que leurs équations d’état sont encore du domaine  des hypothèses et des modèles …..Je ne dis pas cela pour jeter un  à- priori   négatif sur ce que notre auteur nous propose, mais pour marquer les limites de tout ce qui reste à découvrir ……

1/EN PHYSIQUE LES PROPRIETES  COLLECTIVES D’UN ENSEMBLE DE PARTICULES SEMBLABLES NE DECOULENT PAS UNIQUEMENT DES PROPRIETES DE LA PARTICULE ISOLEE……

La stabilité des étoiles à neutrons  est questionnable : après tout, on peut admettre que ce soit seulement l’interaction nucléaire dite « forte »qui maintienne les neutrons   stables alors qu’ isolés ils ne le sont pas et se désintègrent …( voir mon graphique )…… 

«  Alors  , comment ( dirait PIERRE mon Candide favori )  pourrait on arriver à maintenir agglutinées en « étoile »autant de particules matérielles neutres  , s’il n’y avait pas la force attractive de gravitation  entre elles ? »…Mais les théoriciens  sont aussi passé par là et ( OPPENHEIMER/VOLKOFF ) ont montré que cette pression d’attraction  finit par créer sa propre limite !Donc   qu’ il existe une masse maximale  au-delà de laquelle   ces étoiles s’effondreraient en trous noirs ..

De même  , puisque les étoiles à neutrons tournent sur elles-mêmes à des vitesses fantastiques  il existe une limite à cette frénésie de rotation  et là aussi , si la pression du magnétisme résidant dépasse la pression matérielle  , l ‘étoile devient instable ..

  Nous tombons ainsi peu à peu infailliblement sur  la question de l’équation d’état qui arriverait à préciser les propriétés  de telles «  conglomérats de particules », leurs conditions d’existence  et leurs «  conditions aux limites »..J ‘avais juste effleuré ce problème la dernière fois ……

2/LES EQUATIONS D’ETAT DE LA MATIERE EXOTIQUE A TRES FORTE DENSITE

J ‘ai traité   dans « LA PHYSIQUE DES HORIZONS HUMAINS »  le problème de la compressibilité de la matière  «  standard » ( neutrons+ protons+ électrons)   quand la température décroit et que la pression augmente ….I l s agit plus précisément de savoir  à quelle valeur de densité limite on peut arriver  , lorsque  sous des pressions de plus en plus élevées la température  tombe  au zéro  degré Kelvin et comment décrire  la phase obtenue ….

Mais nous ne sommes plus dans le cas de la matière standard  puisque lors de l’effondrement  , le noyau central de fer de la vieille étoile  s’est fait «  déplumer »  , selon une réaction nucléaire inverse  de celle qui explique la radioactivité naturelle béta ( voir mon graphique ).Comment JEROME NOVAK nous invite t il a aborder la question  et quelle structure d’ »étoile » nous propose t-il ? Avouez chers amis lecteurs qu’ il est assez impressionnant d’imaginer qu’une masse volumique , de l'ordre de 10 puissance 15 grammes (soit un milliard de tonnes) par centimètre cube, puisse occuper à 1,4 fois la masse du Soleil( masse de Chandrasekhar) un volume d'un rayon d'environ 10 kilomètres à 20 kilomètres seulement……. !!!!

A suivre