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Les étoiles à neutrons

Shéma d'une étoile à neutrons

Les étoiles à neutrons sont parmi les objets célestes les plus exotiques et les plus bizarres de tout l'Univers.

Le début des années 1930 marqua un tournant dans les Sciences Humaines, quand les physiciens découvrirent l'existence des neutrons.

Il s'agit de particules infinitésimales qui contribuent à former le noyau de l'atome.

Cette découverte a conduit maints savants à se demander s'il était possible de constituer un noyau à partir des seuls neutrons. Un tel noyau n'aurait pas de charge électrique et serait d'une densité extrême. En outre, il serait très difficile à réaliser dans la mesure où, hors des atomes, les neutrons décroissent pour former d'autres particules.

Etoile à Neutrons

En 1933, l'astronome Allemand Walter Baade et son collaborateur Suisse Fritz Zwicky se sont avisés que, si une étoile était soumise à d'intenses pressions, elle pouvait s'effondrer en une grosse boule de neutrons à très forte densité.

Or, le seul endroit dans tout l'Univers où un tel phénomène pourrait se produire serait une supernova, une explosion stellaire aux proportions titanesques...Fleche retour haut

Les étoiles génèrent de l'énergie grâce à la fusion des atomes. Chez les géantes, ce processus produit une grande variété d'éléments chimiques, dont le fer. Il est quasiment impossible à une étoile de porter du fer à fusion. Cet élément s'accumule donc au centre de l'étoile, telles des cendres au fond d'un foyer. La gravitation le place sous pression en l'attirant au coeur de l'étoile. Et plus il y a de fer, plus grandes sont les forces de gravitation produites et la pression qui s'exerce sur la sphère de fer... Les atomes du fer résistent à l'attraction de la gravitation jusqu'à ce que la masse produite au centre de l'étoile atteigne au moins 1,4 fois celle du soleil.

Etoile à neutron

Une fois ce seuil franchi, la pression gravitationnelle est telle que les atomes s'agglutinent les uns aux autres. Les électrons tournant autour des noyaux atomiques sont attirés à l'intérieur, où ils s'associent aux protons pour devenir des neutrons et se mêler à ceux qui y gravitaient déjà.

A la fin du processus, le coeur ferrugineux de l'étoile s'est transformé en une masse dense de neutrons.

Puis le coeur ferrugineux s'effondre si vite qu'il siphonne tout ce qui l'entoure. L'impact du gaz à la surface de l’étoile entame le processus aboutissant à l'explosion de la supernova qui donnera en résidu, une nouvelle étoile à neutrons.

Etoile à neutron

Après les années 1930, l'intérêt pour le sujet diminua quelque peu. Les astronomes s'étaient en effet vite rendus compte que les étoiles à neutrons étaient relativement minuscules, ne produisant donc pas beaucoup de lumière. De plus, avec les instruments de l'époque, elles étaient pratiquement indétectables.

Tout cela a radicalement changé quand, en 1967, des astronomes Britanniques ont utilisé un type nouveau de radiotélescope : l'interféromètre. Détectant de l'espace une impulsion régulière, ils se demandèrent d'abord s'il ne s'agissait pas de la balise d'une civilisation extraterrestre... Mais ils constatèrent vite qu'ils venaient en fait de capter les impulsions électriques d'une étoile à neutrons en rotation rapide. Ils baptisèrent le phénomène « pulsar ». Avec lui, les astronomes tenaient enfin un moyen de détecter et d'étudier ces minuscules cadavres stellaires...Fleche retour haut

Professeur Paul Stubbs

D'intenses recherches se sont depuis lors attachées aux étoiles à neutrons. Au XXIVe siècle, celles-ci continuent de fasciner. Et au contraire de leurs illustres prédécesseurs, les savants modernes ont à leur disposition des vaisseaux pour les assister dans leurs travaux, leur permettant ainsi de rejoindre les étoiles à neutrons pour mieux les étudier.

A la date stellaire 43125.8, dans le Secteur de Kavis Alpha, le Professeur Paul Stubbs est à bord de l'USS Enterprise NCC-1701-D afin d'étudier l'éruption d'une étoile à neutrons dans un système stellaire binaire.

De tels systèmes, connus comme les binaires à rayons X, apparaissent quand l'autre étoile en fin de vie enfle au point que le champ gravitationnel de l'étoile à neutrons attire à lui le gaz produit. Le gaz ainsi aspiré forme une spirale autour de l'étoile, s'effondrant si vite que sa température dépasse un milliard de degrés Kelvin et génère des rayons X.

Gaz aspiré formant une spirale autour de l'étoile

Lorsque le gaz frappe la surface de l'étoile à neutrons, il y est retenu prisonnier, s'accumulant rapidement. Au sein du champ gravitationnel intense de l'étoile, quand suffisamment de gaz s'est effondré, il s'embrase dans une fusion nucléaire brève et intense. Des éruptions se produisent souvent à intervalles réguliers, car l'échange de matière, d'une étoile à l'autre, suit un flux constant.

Dans le cas du Secteur de Kavis Alpha, l'intervalle qui sépare ces éruptions s'élève à cent quatre-vingt-seize ans. Stubbs consacre donc vingt années à se préparer à l'éruption suivante, en venant à considérer le système stellaire comme l'équivalent intergalactique des geysers de la planète Terre. Il entend étudier la désintégration du neutronium, la matière des neutrons que rejette l'éruption dans l'espace.

Même si l'USS Enterprise-D est temporairement désemparé à cause des Nanites (une nouvelle forme de vie microscopique), le vaisseau redevient pleinement fonctionnel lorsque l'éruption tant attendue survient enfin. Et le Professeur Paul Stubbs peut effectuer ses observations sans le moindre problème.

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