Quels sont les différents types d'étoiles à neutrons?

Une étoile à neutrons est le noyau d'une étoile massive effondrée gravitationnellement. Lorsque les grandes étoiles utilisent tout leur combustible nucléaire, elles forment un noyau de fer de la taille de la planète Jupiter, contenant environ 1,44 masse solaire de matière. Parce que la fusion de noyaux de fer nécessite plus d'énergie que nécessaire, la fusion nucléaire ne produit plus la pression nécessaire pour empêcher l'étoile de s'effondrer sur elle-même.

Au cours des derniers moments de l'effondrement, la phase du noyau de fer de l'étoile géante se transforme en neutronium, un état de la matière dans lequel tous les électrons et les protons des atomes de fer sont fusionnés pour ne produire que des neutrons. Les neutrons étant neutres, ils ne se repoussent pas comme le font les nuages ​​d'électrons chargés négativement dans la matière conventionnelle. Poussés ensemble par une énorme énergie gravitationnelle, le neutronium a une densité similaire à celle d'un noyau atomique. En fait, le noyau entier peut être considéré comme un grand noyau atomique. Sa source de lumière et de chaleur étant coupée, les couches extérieures de l'étoile retombent vers l'intérieur, puis rebondissent après avoir heurté le neutronium presque incompressible. Le résultat est une supernova, un processus qui dure de quelques jours à plusieurs mois.

Le résultat final est un reste de supernova, une étoile à neutrons comprise entre 1,35 et 2,1 masses solaires, de rayon compris entre 20 et 10 km. Il s’agit d’une masse supérieure au Soleil condensé dans l’espace de la taille d’une petite ville. L'étoile à neutrons est si dense qu'une seule cuillère à thé de son matériau pèse un milliard de tonnes (plus de 1,1 milliard de tonnes).

En fonction de la masse de l'étoile à neutrons, celle-ci peut rapidement s'effondrer dans un trou noir ou continuer à exister pratiquement pour toujours. Les différentes étoiles à neutrons comprennent les pulsars radio, les pulsars à rayons X et les magnétars, qui constituent une sous-catégorie des pulsars radio. La plupart des étoiles à neutrons sont appelées pulsars car elles émettent des impulsions régulières d'ondes radioélectriques, par le biais d'un mécanisme physique précis qui n'est pas entièrement compris, puis siphonnant lentement l'énergie de leur propre moment angulaire.

Certaines étoiles à neutrons n'émettent pas de rayonnement visible. Cela est probablement dû au fait que des impulsions radio sont émises par leurs pôles et que les pôles de certaines étoiles à neutrons ne font pas face à la Terre.

Les pulsars à rayons X émettent des rayons X plutôt que des ondes radio et sont alimentés par des matières extrêmement chaudes, plutôt que par leur propre rotation. Si suffisamment de matière tombe dans une étoile à neutrons, elle peut s'effondrer dans un trou noir.

La variété la plus intense d’étoiles à neutrons est celle qui provient d’une étoile mère à rotation très rapide. Si l'étoile tourne assez rapidement, la vitesse de rotation correspond aux courants de convection internes et crée une dynamo naturelle, pompant le champ magnétique de l'étoile s'effondrant jusqu'à des niveaux énormes. L'étoile s'appelle alors un magnétar. Un magnétar a un champ magnétique semblable à celui d'un billion d'étoiles, constitué d'aimants en néodyme de grande puissance chevauchant le même endroit.