Chapitre 22: Cadavres Chapitre 22: Cadavres stellairesstellaires

Naines BlanchesNaines Blanches

Étoiles à neutronsÉtoiles à neutrons

Trous noirsTrous noirs

Cadavres stellairesCadavres stellaires

Fin de la vie stellaire (fin du brûlage nucléaire)Fin de la vie stellaire (fin du brûlage nucléaire)lentement NPlentement NP

couches externes sont éjectéescouches externes sont éjectéesrapidement SNrapidement SN

lentement (m lentement (m < 7 M< 7 Msolsol) rapidement (m >) rapidement (m > 7 M 7 Msolsol))

nébuleuse planétaire supernovaenébuleuse planétaire supernovae + ++ + naines blanches naines blanches (m (m < 1.4 M< 1.4 Msolsol) ) * neutrons trous noirs * neutrons trous noirs (m (m = 2-3 M= 2-3 Msolsol) ) (m (m > 3 M> 3 Msolsol))

Cadavres stellairesCadavres stellaires

Expose le coeur chaud Expose le coeur chaud (noyau) de (noyau) de l’étoile:l’étoile:

1.1. * se dirige vers le coin * se dirige vers le coin supérieur gauche du supérieur gauche du HRHR

Noyau par la suite se Noyau par la suite se refroidit lentementrefroidit lentement

2.2. * se dirige vers le coin * se dirige vers le coin inférieur droit du HRinférieur droit du HR

Naines blanchesNaines blanches

masse = 1 Mmasse = 1 Msolsol

rayon = 1 Rrayon = 1 Rterreterre

~~ 10 1066 gm/cm gm/cm3 3 (1 tonne/ (1 tonne/

cmcm33))

Brûlage nucléaire Brûlage nucléaire terminéterminé

Se refroidit lentement Se refroidit lentement (sans changer de (sans changer de dimension) en émettant dimension) en émettant de la lumièrede la lumière

<m> ~ 0.6<m> ~ 0.6 MMsol sol < 1.4 < 1.4 MMsolsol

Issues d’étoiles M Issues d’étoiles M < < 77 MMsolsol

Étoiles à neutrons Étoiles à neutrons (pulsars)(pulsars)

masse masse < < 2-3 M2-3 Msolsol

rayon ~ 10 kmrayon ~ 10 km ~~ 10 101414 gm/cm gm/cm3 3

(noyau atomique)(noyau atomique)

Force gravité si Force gravité si intense qu’il faut intense qu’il faut qu’un objet se déplace qu’un objet se déplace à v à v >> c/2 pour c/2 pour s’échapper de la s’échapper de la surfacesurface

Étoiles à neutronsÉtoiles à neutrons

Balance entre Balance entre gravité gravité vs vs pression pression des neutrons dégénérésdes neutrons dégénérés

Densité tellement grande que les Densité tellement grande que les électrons se combinent aux protonsélectrons se combinent aux protons

neutronsneutrons Formation d’un gigantesque noyau Formation d’un gigantesque noyau

de densité de densité nucléairenucléaire

Étoiles à neutronsÉtoiles à neutrons

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

Étoiles à Étoiles à neutronsneutrons

Les particules s’échappent aux pôles magnétiques

On reçoit un pulse d’ondes radio chaque fois quele pôle d’un pulsar traverse notre ligne de visée

Étoiles à neutronsÉtoiles à neutrons

1.74 rot/sec

11 rot/sec

30 rot/sec

642 rot/sec

CrabeCrabe

Périodes de pulsar: 4 sec.s 0.001 sec

(1 ou ½ rotation)

On réussit même à mesurer leralentissement des périodes

qui résulte de l’énergieperdue par rotation

Trous noirsTrous noirs

Trou noir:Trou noir: région de l’espace en région de l’espace en forme de sphère qui contient une forme de sphère qui contient une masse masse infinimentinfiniment concentrée concentrée

surface: horizon du trou noir surface: horizon du trou noir SphèreSphère

rayon de Schwarzschild Rrayon de Schwarzschild Rss

Trous noirsTrous noirs

R R < < RRss – un objet devrait avoir une – un objet devrait avoir une énergie énergie

E E >> mc mc22 pour s’échapper (impossible) pour s’échapper (impossible)

Rien à R Rien à R < < RRss (horizon) ne peut (horizon) ne peut s’échappers’échapper

Trous noirsTrous noirs

Trou noir: cadavre stellaire m Trou noir: cadavre stellaire m >> 3 M 3 Msolsol

Si m Si m ~~ 3 M 3 Msol sol RRss ~~ 9 km 9 km

On pense qu’il peut exister un TN au On pense qu’il peut exister un TN au centre des galaxies avec M centre des galaxies avec M ~~ 100 000 M 100 000 Msol sol

Ondes radio Rayons-X

Trous Trous noirsnoirs

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 unetrajectoire circulaire autour du trou noir

Trous Trous noirsnoirs

Pour s’échapper àPour s’échapper à

R R > > RRs s la lumière la lumière doit être émisedoit être émiseperpendiculaire perpendiculaire à la surface du à la surface du trou noir trou noir

Trous noirsTrous noirs

Observations directes de TN impossibleObservations directes de TN impossible Seulement indirectement dans un Seulement indirectement dans un

système double:système double:

1.1. Matière est arrachée au compagnon par Matière est arrachée au compagnon par le TNle TN

2.2. Matière est accélérée vers le trou noirMatière est accélérée vers le trou noir

3.3. Matière est chauffée à T élevée (MK)Matière est chauffée à T élevée (MK)

4.4. Observations de rayons-XObservations de rayons-X

Trous noirsTrous noirs