Masse des étoiles à neutrons

[papy-alain]

Bonjour/bonsoir à tous.
Il est frappant de constater que toutes les étoiles à neutrons observées à ce jour ont toutes à peu près la même masse (1,5 à 2 MS).
Or, depuis le temps qu'elles existent, certaines d'entre elles ont dû acquérir de la masse par accrétion de matière.
J'en déduis qu'au delà d'un certain seuil, elles doivent s'effondrer en étoiles à quarks, et peut être donner naissance à un petit trou noir.
Sait on à partir de quelle masse la gravitation prend le dessus sur les forces de liaison subatomique pour provoquer cet effondrement ?
Merci par avance.
-----

[Gilgamesh]

Bonjour/bonsoir à tous.
Il est frappant de constater que toutes les étoiles à neutrons observées à ce jour ont toutes à peu près la même masse (1,5 à 2 MS).
Or, depuis le temps qu'elles existent, certaines d'entre elles ont dû acquérir de la masse par accrétion de matière.
J'en déduis qu'au delà d'un certain seuil, elles doivent s'effondrer en étoiles à quarks, et peut être donner naissance à un petit trou noir.
Sait on à partir de quelle masse la gravitation prend le dessus sur les forces de liaison subatomique pour provoquer cet effondrement ?
Merci par avance.

Effectivement les masses des étoiles à neutrons sont très groupées, autours de 1,35 masses solaires.

Le seuil de stabilité au delà duquel elle changerait d'état pour autre chose, a priori un trou noir, s'appelle la limite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff. Elle est encore mal déterminée par le calcul. Un premier calcul considérant l'intérieur comme un gaz de Fermi froid donne une valeur aussi petite que 0,7, ce qui est inférieur à la masse de Chandrasekhar pour les naines blanches. En prenant en compte l'interaction forte entre les nucléons, on arrive à quelque chose de plus réaliste, mais pas encore formidablement précis, entre 1,5 et 3 masses solaires. L'imprécision est du a l'indétermination de l'équation d'état de la matière à très hautes densités.

On possède par ailleurs une borne inférieure observationnelle, le pulsar PSR J0348+0432 mesuré à 2.01±0.04 masses solaires.

[papy-alain]

Merci pour cette réponse claire, mais,

Le seuil de stabilité au delà duquel elle changerait d'état pour autre chose, a priori un trou noir,...

il n'est pas certain qu'elles s'effondrent en étoile à quarks ?

[Gilgamesh]

Merci pour cette réponse claire, mais,

il n'est pas certain qu'elles s'effondrent en étoile à quarks ?

Pas certain, non. Pour l'instant les étoiles étranges ou étoiles à quarks sont des objets théoriques. Leur existence n'a pas été confirmé jusqu'à maintenant. Toujours le même problème : on a du mal à déterminer l'équation d'état de la matière pour ces densités extrêmes. On a bien crée (très brièvement) des plasmas quark-gluons dans les grands collisionneurs, mais ce sont des milieux extrêmement chauds, de l'ordre de 1000 GK, alors que dans le cas des étoiles à quarks, on doit s'attendre à un milieu bien plus froid (~ MK), inférieur à la température de Fermi.

On a quand même des candidates : RX J1856.5-3754 et 3C58, mais elles ne font pas l'unanimité.

[A voir en vidéo sur Futura]