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  • Formation d’un trou noir suite à une collision d’étoiles à neutrons

    Posté le 26 mai 2014

    Etoiles_a_neutronsLa simulation ci-dessous montre l’un des évènements les plus violents de l’Univers : 2 étoiles à neutrons qui entrent en collision pour ensuite fusionner et former un trou noir.

    Une étoile à neutrons est le noyau compressé qui subsiste lorsqu’une étoile née avec une taille entre 8 et 30 fois celle de notre Soleil explose en supernova. Ce noyau a une masse d’environ 1,5 fois celle du Soleil compressée en une sphère de 19 km de diamètre.

    Au début de la simulation, vous pouvez voir 2 étoiles à neutron de 1,4 et 1,7 masses solaires. Elles ne sont séparées que de 18 km, une distance légèrement inférieure à celle de leur propre diamètre. Les couleurs plus rouges montrent les régions de densité de plus en plus faible.

    Alors que les étoiles tournent en spirale l’une autour de l’autre, d’intenses marées commencent à les déformer, fissurant leur croute. Les étoiles à neutrons ont une incroyable densité mais leur surface sont fines en comparaison (avec des densités environ un millions de fois plus importantes que l’or tout de même).

    Au bout de 7 millisecondes, les forces de marée submergent et brisent l’étoile la moins grosse. A 13 millisecondes, son contenu superdense se mélange à celui de l’étoile la plus grosse qui accumule une masse tellement importante qu’un trou noir finit par se créer en son centre. L’horizon des évènements du trou noir, le point de non retour où plus rien ne peut s’échapper, est représenté par une sphère grise dans cette simulation. La plupart de la matière des 2 étoiles à neutrons est avalée par le trou noir mais la matière moins dense et plus rapide parvient à se mettre en orbite autour, formant un tore en rotation rapide. Ce tore s’étend sur environ 200 km et contient l’équivalent d’environ 1/5ème de la masse de notre Soleil.

    L’intégralité de la simulation couvre seulement 20 millisecondes.

    Les scientifiques pensent que les fusions d’étoiles à neutrons comme celle-ci produisent de courts sursauts gamma (Gamma Ray Bursts, GRB). Ces sursauts gamma, qui durent moins de 2 secondes, libèrent autant d’énergie que celle produite par toutes les étoiles de notre galaxie en un an.

    L’affaiblissement très rapide de la lueur produite par ces sursauts gamma présente un défi pour les astronomes. Un élément clé à leur compréhension est de faire en sorte que les télescopes terrestres capturent le plus rapidement possible la lueur des explosions. Le télescope spatial Swift, qui notifie rapidement les télescopes terrestres sur la position des sursauts gamma, a permis d’améliorer notre compréhension de manière significative.


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