Etoile à neutrons, accrétion

[zagreb887]

Bonjour à tous!

Prenons un pulsar binaire, formé d'une étoile à neutrons et d'un TN gravitant en orbite sérrée l'un autour de l'autre.
Le TN va accréter la matière du pulsar.
Nous savons que la limite inférieure de masse d'une étoile a neutrons est de 1.4 masse masses solaires (limite de Chandrasekhar)

Que se passerait il une fois que le pulsar aurait franchi cette limite, ayant perdu de la masse par accrétion du TN?
Il redeviendrait une naine blanche?
Il se disloquerait à cause de la rupture de son équilibre entre effondrement gravitationnel et pression des neutrons?


Mainteant 2eme cas.

imaginons un couple stellaire formé d'une étoile ayant déjà explosé, laissant une naine blanche et une autre étoile, orbitant aussi assez proches l'une de l'autre.
La naine blanche va peu à peu accréter la matière de son compagnon, on assiste alors a une supernova thermonculéaire (type Ia)
Question: Pourquoi la naine blanche ne peut elle pas franchir la limite de Chandrasekhar et devenir ainsi une étoile à neutrons?
J'ai du mal à cerner ce qui provoque cette supernovae en fait.

Voila mes questions du jour ^^
Merci d'avance pour vos futures réponses
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[Calvert]

Salut !

Pour la première question:
Ce n'est pas le matériel de l'étoile à neutrons elle-même que le trou noir pourrait accréter, mais bien du matériel du disque d'accrétion. Il n'y a aucune raison pour qu'une étoile à neutrons repasse sous la masse de Chandrasekhar. Si le cas se produisait, j'avoue que je n'ai aucune idée de ce qui se passerait.

Un cas extrême peut aussi survenir lorsque l'orbite s'est extrêmement reserrée. Dans ce cas, il peut y avoir une fusion des deux objets compacts, et la formation d'un trou noir un peu plus massif. Ce phénomène est évoqué comme un potentiel candidat pour expliquer les sursauts gamma dits "court-dur" (Short-Hard gamma ray bursts).

Pour la deuxième question:
Dans certains cas, comme la surface d'un milieu dégénéré comme une naine blanche, les réactions nucléaires de combustion de l'hydrogène ne sont pas stable, mais explosives. La naine blanche accrète de l'hydrogène de son compagnon. Celui-ci s'échauffe progressivement, jusqu'au point d'entamer des réactions de fusion. Dans ce cas, elles sont explosives.

[zagreb887]

Ok pour la deuxieme question!

Mais pourquoi un TN ne pourrait pas accréter peu à peu la matière d'une etoile à neutrons?
l'objet est trop dense pour être disloqué en disque d'accrétion?

Il serait gobé d'un seul coup par le TN?

En tout cas merci pour les réponses!

[invite06459106]

Bonsoir,

Mais pourquoi un TN ne pourrait pas accréter peu à peu la matière d'une etoile à neutrons?
l'objet est trop dense pour être disloqué en disque d'accrétion?

la surface d'une étoile à neutron est constituée de fer sous forme de métal solide entourée d'une mer d'électrons,de densité moindre que l'écorce interne(noyaux,électron et neutrons) qui est de densité moindre que le neutrionium superfluide(principalement neutrons et quelques électron et protons supraconducteurs)(tiré d'un article de jérome Novak chercheur au cnrs), il me semblerait logique que l'étoile soit accrétée peu à peu(tout dépend de ce que l'on entends par là...).Existe-t-il des simulations?Si un spécialiste pouvais apporter plus de précision...Merci.
Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Il n'y a pas d'accrétion possible parce qu'on ne peut pas s'approcher arbitrairement près d'un trou noir en gardant une orbite stable. Il me semble qu'à 1,5 rayon de Schwarzschild, un corps va plonger directement vers l'horizon (sauf s'il remet les gaz, mais ce n'est pas possible dans le cas qui nous intéresse). Et au dela de 1,5 Rs l'effet de marée sera insuffisant pour arracher de la matière à l'étoile à neutron. Donc soit elle orbite en restant intacte, soit elle se fait gober toute crue et d'un coup.



a+

[Carcharodon]

Formidable festin !
Merci pour ces questions et ces réponses.

[Carcharodon]

... du coup, j'ai une question ...

Que pourrait-il se passer pour un observateur, près a mourir (lol) situé a 2 ou 3 UA de ces objets, équipé d'un super télescope (pour voir les détails) et d'une bonne paire de lunette de soleil , au moment ou la naine blanche franchi la limite fatidique ?

La verrait-il disparaitre d'un coup ?
Sachant que j'ai déjà vu le film qui représente ce qu'on verrait en observant un TN de près.

[Gilgamesh]

... du coup, j'ai une question ...

Que pourrait-il se passer pour un observateur, près a mourir (lol) situé a 2 ou 3 UA de ces objets, équipé d'un super télescope (pour voir les détails) et d'une bonne paire de lunette de soleil , au moment ou la naine blanche franchi la limite fatidique ?

La verrait-il disparaitre d'un coup ?
Sachant que j'ai déjà vu le film qui représente ce qu'on verrait en observant un TN de près.

Une naine blanche qui dépasse la masse de Chandrasekhar c'est un évènement qui ne fait pas dans le discret, puisque c'est à l'origine des deux grands types de supernovae.

Si c'est une "naine blanche de fer" (entre guillemet car elle est forcément dans son enveloppe stellaire), c'est à dire ce que l'on rencontre dans le coeur des étoiles massives en fin de combustion, il n'y a plus d'énergie nucléaire disponible et ça forme une étoile à neutron (en ~10^-2 s).

L'énergie dégagée est la différence entre l'énergie de liaison gravitationnelle de la naine blanche et celle de l'étoile à neutron. Soit qqchose de l'ordre de E= -GM²/R avec R le rayon de la naine blanche (le rayon de l'étoile à neutron étant négligeable par rapport à ça). Avec M~ 3.10³⁰ kg et R~10⁷ m ça nous donne E ~ 10⁴⁴ J.

Comme ça se passe dans le coeur d'une étoile, y'a toute l'interaction avec l'enveloppe autours et in fine on a une supernova de type II (ou Ib ou Ic).

Après la formation de l'étoile à neutron, celle ci peut accréter de la matière et si le supplément dépasse 1 à 2 masses solaire, elle va dépasser la limite d'Oppenheimer-Volkoff et se transformer en trou noir (perso j'ai lu à peu près rien de détaillé sur cet épisode et c'est à mon avis très mal modélisé).

Si c'est une naine blanche de carbone et d'oxygène, il reste de l'énergie nucléaire donc à peine l'implosion engagée elle provoque la combustion quasi instantanée (en ~1 s) de toute l'étoile en condition dégénérée. L'énergie dégagée est d'origine nucléaire cette fois et est égale à E=f.Mc² avec f la perte de masse résultant de la différence d'énergie de liaison nucléaire entre CO et Fe en gros soit de l'ordre de 1 MeV/nucléon. Comme il y ~10⁵⁷ nucléons dans une masse de Chandraskhar on retrouve une énergie voisine à la première E ~ 10⁴⁴ J.

Ça donne une supernova de type Ia

a+

[zagreb887]

En gros impossible d'alourdir une naine blanche au delà de la limite de Chandrasekhar sans declencher une spectaculaie explosion?

Merci à tous pour vos questions et réponses fort interessantes

[Gilgamesh]

En gros impossible d'alourdir une naine blanche au delà de la limite de Chandrasekhar sans declencher une spectaculaie explosion?

C'est bien ça. Et la fin ultra-violente des naines blanches joue un rôle clé dans l'évolution des galaxies.

a+