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Un coup d'œil dans les étoiles à neutrons

Des physiciens financés par l'UE ont obtenu des renseignements sur la matière à l'intérieur des étoiles à neutrons, associant des observations avec des calculs théoriques pour déterminer la nature de la matière dans ces corps stellaires ultra-denses.
Un coup d'œil dans les étoiles à neutrons
Les étoiles à neutrons sont les restes des explosions de supernovas dont la matière est tellement dense que les atomes fondent dans leurs constituants, principalement des neutrons. Leur densité est si élevée qu'une cuillère à thé de cette matière super-dense pèserait six milliards de tonnes sur la Terre.

Certaines étoiles à neutrons possèdent également des champs magnétiques un million de milliard de fois plus puissants que celui de la Terre. De fait, les étoiles à neutrons constituent un laboratoire unique pour des scientifiques financés par l'UE pour tester la matière dans des conditions extrêmes qu'ils ne peuvent pas reproduire dans un laboratoire sur Terre.

L'objectif ultime du projet NSLABDM (Neutron stars as a laboratory for dense matter) était de contraindre les propriétés de la matière supranucléaire en mesurant la masse d'étoiles à neutrons, leur rayons et leur taux de refroidissement. Les résultats représentent des progrès considérables dans les connaissances sur la matière en forte interaction.

Les propriétés sur l'environnement dense et chaud du cœur d'étoiles à neutrons ont été étudiées dans le cadre des théories des champs effectifs.

Les scientifiques de NSLABDM ont pu utiliser les données sur des mésons étranges dans des expériences de collisions à ions lourds pour définir une équation de l'état de la matière nucléaire pour des densités jusqu'à trois fois le seuil de saturation de la matière nucléaire. Grâce à cette relation entre la densité, la température et la pression, ils ont pu estimer une limite pour la plus haute masse d'étoiles à neutrons permise.

Par ailleurs, les neutrons s'associaient par paires à des taux de pression extrêmement élevés à l'intérieur des étoiles à neutrons. Les paires produites passent dans l'état d'énergie le plus bas permis par la physique quantique, et se transforment en superfluide. Les chercheurs de NSLABDM ont analysé différents processus dissipatifs pour dériver les coefficients de transport importants afin de comprendre la physique microscopique de la matière sans friction.

Tous les résultats obtenus ont été décrits dans une vaste gamme de publications NSLABDM. Les résultats de la recherche donnent d'intéressantes informations sur la manière dont les particules fondamentales interagissent et sur la formation matérielle des étoiles à neutrons.

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Mots-clés

Étoiles à neutrons, ultra-dense, supernovas, champ magnétique, NSLABDM, collision d'ions lourds