Chapitre 22: Cadavres stellaires

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

2. 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)

3. 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

4. Naines blanches • 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 <m> ~ 0.6Msol < 1.4 Msol Issues d’étoiles M < 7Msol

5. 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

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

13. 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

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

15. 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

16. Trous noirs