Chapitre 22: Cadavres stellaires Naines Blanches Étoiles à neutrons Trous noirs

Cadavres stellaires Fin de la vie stellaire (fin du brûlage nucléaire) lentement NP couches externes sont éjectées rapidement SN lentement (m < 7 Msol) rapidement (m > 7 Msol) nébuleuse planétaire supernovae + + naines blanches (m < 1.4 Msol) * neutrons trous noirs (m = 2-3 Msol) (m > 3 Msol)

Cadavres stellaires Expose le coeur chaud (noyau) de l’étoile: * se dirige vers le coin supérieur gauche du HR Noyau par la suite se refroidit lentement * se dirige vers le coin inférieur droit du HR

Naines blanches <m> ~ 0.6 Msol < 1.4 Msol masse = 1 Msol rayon = 1 Rterre r ~ 106 gm/cm3 (1 tonne/ cm3) Brûlage nucléaire terminé Se refroidit lentement (sans changer de dimension) en émettant de la lumière Issues d’étoiles M < 7 Msol

Étoiles à neutrons (pulsars) masse < 2-3 Msol rayon ~ 10 km r ~ 1014 gm/cm3 (noyau atomique) Force gravité si intense qu’il faut qu’un objet se déplace à v > c/2 pour s’échapper de la surface

Étoiles à neutrons Balance entre gravité vs pression des neutrons dégénérés Densité tellement grande que les électrons se combinent aux protons neutrons Formation d’un gigantesque noyau de densité nucléaire

Étoiles à neutrons Certaines émettent un peu de lumière visible mais la majorité sont connues par leur rayonnement radio variable causé par des particules chargées accélérées à de très grandes vitesses autour des lignes de champ magnétiques

Étoiles à neutrons Les particules s’échappent aux pôles magnétiques On reçoit un pulse d’ondes radio chaque fois que le pôle d’un pulsar traverse notre ligne de visée

Étoiles à neutrons Périodes de pulsar: 4 sec.s 0.001 sec (1 ou ½ rotation) 1.74 rot/sec 11 rot/sec 30 rot/sec Crabe Crabe 642 rot/sec On réussit même à mesurer le ralentissement des périodes qui résulte de l’énergie perdue par rotation

Trous noirs Trou noir: région de l’espace en forme de sphère qui contient une masse infiniment concentrée surface: horizon du trou noir Sphère rayon de Schwarzschild Rs

Trous noirs R < Rs – un objet devrait avoir une énergie E > mc2 pour s’échapper (impossible) Rien à R < Rs (horizon) ne peut s’échapper

Trous noirs Trou noir: cadavre stellaire m > 3 Msol Si m ~ 3 Msol Rs ~ 9 km On pense qu’il peut exister un TN au centre des galaxies avec M ~ 100 000 Msol Ondes radio Rayons-X

Trous noirs Ex.: à r = 1.5 Rs Si la lumière est émise // à la surface du trou noir Lumière est courbée par la gravité et décrit une trajectoire circulaire autour du trou noir

Trous noirs Pour s’échapper à R > Rs la lumière doit être émise perpendiculaire à la surface du trou noir

Trous noirs Observations directes de TN impossible Seulement indirectement dans un système double: Matière est arrachée au compagnon par le TN Matière est accélérée vers le trou noir Matière est chauffée à T élevée (MK) Observations de rayons-X

Trous noirs