Etoile à neutrons / Trou noir

[invite80fcb52e]

En général il est fort probable que toutes les étoiles à neutrons tournent suffisamment vite. Le rayon d'une étoile à neutron est de plusieurs ordres de grandeurs plus petit que l'étoile originale et le momnt cinétique étant conservé leur vitesse de rotation est de plusieurs ordres grandeurs supérieurs à l'étoile originelle.

Un pulsar est juste un cas particulier de vision. Si tu vas à un autre endroit de la galaxie, certains pulsar seront des étoiles à neutrons tout court, et certaines étoiles à neutrons deviendraient des pulsars. C'est juste une question de référentiel...

Pour répondre à ta question: oui le pulsar/étoile à neutrons ralentissent leur rotation avec le temps (émission d'ondes gravitationnelles qui puise l'énergie dans le moment cinétique). Mais c'est pas pour ça que ça devient un trou noir. Un trou noir aussi peut tourner!!
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[invite564ec0b5]

Merci pour cette réponse précise.
Je sais que ça devient pas un trou noir pour autant...
Je crois que quand j'aurais fini je posterai mon TPE ici...

[Gilgamesh]

Pour répondre à ta question: oui le pulsar/étoile à neutrons ralentissent leur rotation avec le temps (émission d'ondes gravitationnelles qui puise l'énergie dans le moment cinétique).

L'étoile à neutron ayant une symétrie sphérique elle n'émet pas d'OG, par contre elle a un champs magnétique tournant et c'est une source puissante de rayonnement électromagnétique, l'énergie étant prise sur le moment de rotation. Le ralentissement séculaire vient de là.

L'émission d'OG concerne les systèmes binaires d'étoiles à neutron (assez rare). Dans ce cas là, c'est le rayon et la période orbitale qui diminuent, jusqu'à la coalescences des deux astres.

Et si le compagnon est une étoile classique, il y a peut y avoir transfert de matière et formation d'un disque d'accrétion, tournant dans le même sens que le pulsar lui-même. Le disque rayonne fortement (dans les X) perd de l'énergie et finit sur le pulsar, en lui confèrant son moment cinétique => la période de rotation peut diminuer, cette fois ci, jusqu'à une valeur très faible, inférieure encore à la période initiale (pulsars millisecondes).


a+

[invite80fcb52e]

Avec la rotation, la déformation ovale ne permet pas d'émettre des ondes gravitationnelles?

[Gilgamesh]

Avec la rotation, la déformation ovale ne permet pas d'émettre des ondes gravitationnelles?

Même avec une ellipsoïde : à partir du moment où la symétrie de révolution est parfaite, qu'il n'y a pas de "balourd", il n'y n'y a pas d'émission d'OG, que soit pour une étoile à neutron ou pour un trou noir de Kerr.

a+

[invite80fcb52e]

Même avec une ellipsoïde : à partir du moment où la symétrie de révolution est parfaite, qu'il n'y a pas de "balourd", il n'y n'y a pas d'émission d'OG, que soit pour une étoile à neutron ou pour un trou noir de Kerr.

a+

Ok, beh je savais pas!!

[Gilgamesh]

Ok, beh je savais pas!!

Ah ben je découvre moi un autre truc Je pensais que le faisceau détectable emportait l'essentiel de l'énergie, en fait non, c'est dans les très basses fréquences que ça se passe (ce qui est logique si on y réfléchie)...


http://www.cosmovisions.com/pu.htm

Toujours est-il, qu'après quelques mois, la vitesse de rotation diminue, et repasse toujours quelques mois après un glitch par sa valeur antérieure, puis continue, en fait, de diminuer inéluctablement. C'est ce ralentissement qui, d'une part, permet de donner son âge à un pulsar. Les vieux pulsars tournent normalement plus lentement que les jeunes... C'est aussi grâce à cette diminution de vitesse que les astronomes ont pu comprendre l'importance du champ magnétique des étoiles à neutrons. C'est en effet le champ magnétique de l'astre qui, en tournant, dissipe lentement un part de son énergie sous la forme d'un rayonnement électromagnétique de très basse fréquence (une oscillation par tour). Une perte qui est donc à l'origine du ralentissement. 99% de l'énergie de rotation pourraient ainsi être emportée par ce mécanisme d'émission très difficile à déceler directement, alors que, dans le même temps, le faisceau optique, X ou gamma du pulsar n'emporterait avec lui que 1% restant de l'énergie perdue. Quand, après une dizaine de millions d'années, l'effet le ralentissement est tel que l'effet de dynamo est très atténué, l'étoile à neutrons ne peut plus émettre son faisceau directionnel. Le pulsar disparaît.

[invite564ec0b5]

Merci pour les éclaircissements.
Le faisceau détectable... qu'est ce que c'est ?
C'est un faisceau électromagnétique du pulsar c'est ça ?

[invite564ec0b5]

Apparemment j'ai plombé la discussion...
Alors je redemande : qu'est ce qu'un faisceau détectable ?

[Gilgamesh]

Apparemment j'ai plombé la discussion...
Alors je redemande : qu'est ce qu'un faisceau détectable ?

Ah, c'était à moi de répondre en fait

Le faisceau détectable appartient à la classe de rayonnement que l'on désigne par le terme générique de rayonnement synchrotron.

Il y a deux grands types d'émission électromagnétiques dans l'univers :

- le rayonnement thermique, qui suit les lois de rayonnement du corps noir (si tu connais la température, tu connais exactement le spectre du rayonnement, et inversement, si tu mesures le spectre tu en obtient directement la température de la surface émissive).

- les rayonnements non thermiques (tout ce qui ne suit pas le spectre de corps noir), dont le rayonnement synchrotron (RS) est le plus emblématique.

La détection d'un RS signe l'existence de charges accélérées dans un champs électromagnétiques, soit diffus (ex:rayonnement galactique) soit fort (ex: pulsar). Si le signal est très directif c'est que la source est petite et que c'est donc un champs fort. Plus l'accélération de la charge est forte, plus forte est l'émission. Comme les électrons sont de même charge mais de masse 2000 fois plus faibles que les proton, pour un même champs ils sont 2000 fois plus accélérés et émettent en conséquence, ce qui fait que l'essentiel du RS de l'univers provient d'électrons accélérés.

Le faisceau du pulsar est donc pour l'essentiel une émission non-thermique de type synchrotron obtenue par l'émission d'électrons accélérés par le champ fort de l'étoile à neutron.

Le faisceau est émis par un cône étroit correspondant au cône du champs polaire de l'EN et est donc de ce fait directif, contrairement au champs basse fréquence qui représente plus d'énergie mais qui étant diffusé dans toutes les directions est indétectable de la Terre.

a+

[invite564ec0b5]

Je crois que je comprends...
Merci

[invite564ec0b5]

Bon, ben voilà, comme mon TPE est fini, je le poste ici (il reste quelques fautes d'orthographe, je sais bien) :

[invite564ec0b5]

Sommaire

Introduction

I. Les nébuleuses génitrices des étoiles
A) Les différents types de nébuleuses
1) Les nébuleuses planétaires
2) Les nébuleuses obscures
3) Les nébuleuses en émission
4) Les nébuleuses par réflexion
5) Les rémanents de supernova
B) La formation d'un système stellaire dans une nébuleuse

II. La vie du système stellaire Lachésis-Atropos : étoiles et planètes
A) Les étoiles
B) Le système stellaire
1) LAa
2) LAb
3) L'apparition de la vie
4) LAc
* La dérive gravitationnelle de Lac
5) LA Alcippé

III. La mort d'Atropos
A) Supernova
B) Conséquences pour les Aminici
C) Restes de la supernova

IV. La mort de Lachésis
A) Réactions de fusion
B) Naine blanche

V. Le sort du système Lachésis-Atropos
A) Lachésis se rapproche d'Atropos
B) La collision de Lachésis et d'Atropos
C) Le trou noir Lachésis-Atropos

Conclusion

[invite564ec0b5]

La vie d'un système stellaire



Problématique : Comment un système stellaire peut-il évoluer de la naissance à la mort de ses étoiles et comment peut-il abriter la vie ?

Thème : modèle et modélisation


Introduction : On va modéliser au cours de ce TPE un système binaire d'étoiles et de leur système de planètes afin de voir si celui-ci peut abriter la vie et dans quelles conditions. L'objectif n'est pas seulement de faire évoluer le système pour qu'il puisse créer la vie, mais aussi de s'intéresser aux planètes et encore plus particulièrement aux étoiles de ce système.

Dans chaque partie, on décrira toujours de manière générale les corps célestes auxquels on aura à faire et les lois qui les régissent, puis on expliquera comment notre corps modélisé évolue selon ces lois et dans quel but nous créons ce corps.

L'échelle de temps choisie est l'année, au sens d'unité de temps de terrestre, et non au sens de révolution d'une planète autour de son étoile. Les chapitres sont disposés dans l'ordre chronologique, mais à l'intérieur d'un chapitre, on peut parfois faire une ellipse ou un retour en arrière, parfois sans que cela soit précisé.

Dans ce TPE, la physique domine au niveau de la quantité (en effet, on parle beaucoup de corps célestes et de mécanique céleste), mais on y trouve aussi de la chimie (forme de base des acides aminés, molécules, atomes dans les étoiles), de la géologie d'exoplanètes et l'exobiologie (biologie portant sur des êtres extraterrestres). Nous avons tenté de varier les matières dans lesquelles nous avons décliné ce TPE.

Pour commencer, on va s'intéresser aux nébuleuses, dans lesquelles naissent les étoiles.

[invite564ec0b5]

I) Les Nébuleuses, génitrices des étoiles

Une nébuleuse (du latin nebula, « nuage ») désigne, un objet céleste composé de gaz raréfié et de poussière interstellaire. On entend par nébuleuse toute région interstellaire particulièrement riche soit en gaz ionisés (l'hydrogène), soit en poussière interstellaire, soit des deux. C'est dans les nébuleuses que naissent les étoiles, et elles sont elles-mêmes formées à partir de cadavres d'anciennes étoiles.

A) Les différents types de nébuleuses

Cette sous-partie est une proposition, qui comporte des éléments essentiels pour le reste du développement, mais aussi des types de nébuleuses dont on ne reparlera pas. Ainsi le lecteur peut sauter les 2), 3) et 4) sans difficultés de compréhension pour la suite de la modélisation.
Il existe 6 différents types de nébuleuses :

1) Les nébuleuses planétaires

Les nébuleuses planétaires n'ont en fait aucun rapport avec les planètes. Elles sont dues à l'explosion d'une petite étoile (moins de 8 masses solaires) en naine
blanche, ce qui forme une nova autour de la naine blanche, que l’on a confondu à une époque avec une planète (d'où le nom). Ce nuage est ionisée par les photons
ultraviolets émis par l'étoile qui est devenue très chaude (50 000 à 100 000 K). Elles
jouent un rôle crucial dans l'enrichissement en éléments lourds de l'Univers (qui sont
nécessaires pour former la vie), car elles expulsent ces nouveaux éléments dans le
milieu interstellaire. Elles sont très colorées ce qui les rendent spectaculaires. Un bon exemple de ce type de nébuleuse est la nébuleuse de l'Hélice :



2) Les nébuleuses obscures

En astronomie les nébuleuses obscures sont des régions où les poussières interstellaires et des gaz inertes se concentrent en grands nuages. Les nébuleuses obscures peuvent être observées si elles obscurcissent une partie d'une nébuleuse d'émission, ou si elles bloquent la lumière des étoiles en arrière-plan. La forme de tels nuages est très irrégulière : ils n'ont aucune frontière externe clairement définie et prennent parfois des formes contorsionnées. L'un des meilleurs exemples dont on dispose est la nébuleuse de la Tête de Cheval (Barnard 33) :

Les plus grandes nébuleuses sombres sont si grandes qu'on pourrait les voir à l'œil nu (si elles n'étaient pas sombres !) ; on les nomme nuages moléculaires géants. Ils sont plusieurs milliers de fois plus massifs que le Soleil. Ils contiennent une grande partie de la masse du milieu interstellaire, ont une taille d'environ 150 année-lumières, une température interne de seulement 7 à 15 K, leur centre est complètement caché à la vue et serait indétectables si ses molécules constitutives n'émettaient pas dans le domaine des micro-ondes. Ce rayonnement n'est pas absorbé par la poussière et peut donc traverser aisément ces nuages.
Ces nébuleuses ont une grande importance dans le formation d'étoiles.




3) Les nébuleuses en émission

Les nébuleuses en émission sont composées de nuages de gaz ionisé émettant divers rayonnements aux spectres variées. Les bulles de Wolf-Rayet en font partie, ainsi que les rémanents de supernovae.
On les oppose aux nébuleuses par réflexion et aux nébuleuses obscures car elles ne sont pas constituées de poussière, mais de gaz. La plupart de ces nébuleuses portent le nom de la forme à laquelle elles ressemblent, comme la nébuleuse de l'Amérique du nord (NGC 7000), la nébuleuse du cône (NGC 2264), ou encore M17, la nébuleuse du Cygne :
La température moyenne y est d'environ 10 000 K, ce qui justifie l'état gazeux
de la matière.

4) Les nébuleuses par réflexion

Les nébuleuses par réflexion sont formées de poussières interstellaires qui réfléchissent tout simplement les rayons lumineux des étoiles proches. Une nébuleuse par réflexion n'est pas assez chaude pour ioniser ses gaz et émettre de la lumière (comme une nébuleuse en émission) mais suffisamment lumineuse pour permettre la visibilité de la poussière. Les nébuleuses par réflexion sont une sorte d'entre-deux aux nébuleuses en émission et aux nébuleuses obscures.

5) Les rémanents de supernova

Le rémanent de supernova est la matière éjectée lors de l'explosion d'une supernova. On reviendra sur le processus de création d'une supernova plus tard...
Les rémanents peuvent être pleins ou composites dans le premier cas : quand elles ont un aspect atypique que l'on nomme « type crabes », on a un objet compacte qui se situe au centre et qui est responsable d'une émission électromagnétique en action avec toute la matière du rémanent.
On pense que les nébuleuses de Wolf-Rayet sont des rémanents de supernova mais à un stade plus avancé, lorsqu'elles sont déjà des nébuleuses en émission.
L'exemple type de rémanent de supernova est la nébuleuse du Crabe M1 :

Le rémanent connaît 4 phases d'évolution successives :
D'abord, l'expansion libre : la matière est éjectée à grande vitesse par l'explosion. Le champ gravitationnel de l'astre n'affecte pas la matière éjectée. Le cadavre de l'étoile se répand ainsi dans toutes les directions de l'espace en emportant avec lui la matière du milieu environnant. Le rayon du rémanent croît à vitesse constante, l'espace n'opposant aucune force à la libération de la matière.
Après quelques dizaines de milliers d'années, quand la densité devient de l'ordre d'un atome d'hydrogène par centimètre cube, on rentre dans une nouvelle phase...
Pendant la seconde phase, dite expansion adiabatique, la matière « emportée » par le rémanent peut avoir de grandes masses, parfois même supérieures à celle du rémanent au moment de l'explosion ; mais le mouvement cinétique est transmis sans perte d'énergie. Le rayon du rémanent continue à croître, mais l'énergie transmise fait ralentir l'extension du rémanent. On en déduit donc que plus le milieu interstellaire est dense, plus tôt s'arrête l'évolution du rémanent pour se figer (bien qu'il y ait toujours une évolution, mais beaucoup plus lente). Une onde de choc qui se propage « en miroir » à l'intérieur du rémanent comme dans le milieu interstellaire survient alors : c'est le choc inverse.
Pendant la troisième phase, l'énergie cinétique des couches extérieures du rémanent devient inférieure à celle des couches internes car celles-ci n'ont pas perdu d'énergie dans le milieu interstellaire. Celles-ci rattrapent les couches externes et le rémanent adopte souvent une forme dite en coquille, sois à peu près sphérique.
Enfin, le rémanent doit finir par disparaître quand la densité du milieu interstellaire devient trop faible : comme il n'y a plus d'échange d'énergie, il ne rayonne plus et devient invisible. La taille du rémanent est alors gigantesque, et il ne s'étend plus qu'à quelques kilomètres par seconde. Ce n'est plus vraiment un corps céleste à ce stade.
Nous réutiliserons ces informations concernant les supernovæ plus tard...

Les nébuleuses peuvent s’effondrer sous l'effet de la force gravitationnelle et former des systèmes d'étoiles. Notre système solaire se serait ainsi formé à partir d’une nébuleuse primitive.


B) La formation d'un système stellaire dans une nébuleuse

À partir de ce moment, on modélise notre propre système stellaire, issu de deux nébuleuses que nous avons également modélisées.
On modélise des nébuleuses ici, car elles sont nécessaires à la création d'un système stellaire qui nous intéresse.

La nébuleuse M2223 est un rémanent de supernova d'une masse d'environ 120 Mo. Elle donne naissance à une multitude d'étoiles et a été elle-même formée par une immense étoile.
À un certain moment, à un certain endroit de la nébuleuse, la matière se rassembla sous l'effet des forces gravitationnelles. À l'extrémité de la nébuleuse, toute la matière se rassembla, et, bousculée par une onde gravitationnelle, s'éloigna de la nébuleuse. La petite nébuleuse indépendante de M2223 s'effondra lentement sur elle-même, son mouvement cinétique qui l'avait expulsée de M2223 fut conservé. Cette nébuleuse qu'on nommera Atropos fut perturbée par l'arrivée dans le milieu interstellaire d'une nébuleuse planétaire en effondrement, qu'on nommera Lachésis. Au cœur de cette nébuleuse avait commencé une réaction thermonucléaire PP (voir II A ) initialement provoquée par un déséquilibre gravitationnel qui avait entraîné un échauffement de la matière menant à un déplacement plus rapide des particules et donc à la collision de celles-ci. La réaction PP commença ainsi, et elle prit le cœur de toute la « nébuleuse » qui était désormais presque une étoile et qui le devint tout-à-fait quand l'ensemble de la nébuleuse se contracta pour former une étoile, Lachésis. Étant donné que la nébuleuse de base Lachésis n'était formé que d'hydrogène et qu'elle était sphérique, aucune planète ni relique témoignant de la formation de l'étoile ne fut formé.
La nébuleuse Atropos fut élongée par la force gravitationnelle de Lachésis et acquit un mouvement de rotation. Les éléments lourds se déplacèrent pour la plupart loin d'Atropos, parfois même plus loin que Lachésis. Ces gaz et ces poussières s'accumulèrent, et sous le coup de la force gravitationnelle s'assemblèrent sur des orbites de mieux en mieux définies... Ils se satellisèrent sur une orbite très lointaine d'Atropos, et les molécules s'entrechoquèrent et s'assemblèrent progressivement d'abord en cailloux, puis en gros astéroïdes et enfin en une gigantesque planète, LAc. On nomme les planètes du système par le nom de leurs étoiles LA (Lachésis et Atropos) et par une lettre minuscule, par rapport à la distance de l'étoile principale. LAc est donc la troisième planète du système en partant d'Atropos.


Lachésis, alors qu'elle n'était encore qu'une nébuleuse en effondrement s'était satellisée autour d'Atropos quand elle était aussi en effondrement. Quelques éléments lourds d'Atropos restèrent près du noyau dense de la nébuleuse, retenus par l'attraction.
À la suite d'un nouveau déséquilibre gravitationnel, une gerbe de matériaux, légers comme lourds furent arrachés au noyau dense de la nébuleuse, et se stabilisèrent sur une orbite autour d'Atropos : ils formèrent un disque d'accrétion, un disque de gaz et de poussières qui orbitait autour d'Atropos. C'est ainsi que notre Terre s'est formée. De la même manière que pour la formation de LAc, ils s'entrechoquèrent et, contrairement à notre système solaire, ne donnèrent pas plusieurs planètes, mais une seule. Ceci s'explique par un endroit assez concentré en élément lourds qui regroupa progressivement tous les éléments du disque d'accrétion en dehors de quelques astéroïdes et comètes (comme LA Alcippé). La géante gazeuse formée portera le nom de LAb. Les éléments lourds ne se sont pas regroupés dans la planète en elle même mais dans les satellites qui tournent autour de cette planète.

Les éléments lourds proches du noyau dense d'Atropos se regroupèrent, eux aussi, pour former une planète, nommée LAa. Le noyau capta tout l'hydrogène du milieu mais y laissa quelques éléments légers comme du carbone ou de l'oxygène. La planète emprisonna en son cœur une certaine quantité de ces éléments légers autour d'une croûte d'abord solide d'éléments lourds. Lorsque la toute proche Atropos amorcera sa fusion nucléaire, elle réchauffera cette croûte qui fondra, mais nous le verrons plus tard.

Il résulta également du disque d'accrétion formé autour d'Atropos un assez grand nombre de petites planètes naines sans intérêt.

Contrairement à Lachésis, le noyau dense de la nébuleuse Atropos démarre une réaction thermonucléaire CNO, donc bien des différences existent entre les deux étoiles, nous le verrons d'autant plus par la suite. Atropos contracte son noyau dense (de nébuleuse) pour en faire une étoile. Le moment où Atropos amorce sa première réaction thermonucléaire est l'instant 0 sur la chronologie que nous utiliserons pour le système. On considère que c'est au même moment que la réaction PP de Lachésis commence.

[invite564ec0b5]

II La vie du système stellaire Lachésis-Atropos : étoiles et planètes

A) Les étoiles

De manière générale, la fusion de l'hydrogène en hélium est la première source d'énergie des étoiles commune à toutes les étoiles. Elle peut être amorcée de deux manières : soit par le cycle Proton-Proton (PP), produit à une température d'au moins 4 000 000 K ; soit le cycle Carbone-Azote-Oxygène (CNO), dans les étoiles ayant un cœur dont la température s'élève à un minimum de 13 000 000 K. Les étoiles produisent toutes de l'hélium en leurs cœurs, comme notre Soleil, qui utilise la chaîne PP.
La chaîne PP se produit en deux étapes : d'abord deux protons s'assemblent pour donner un noyau de deutérium 2H ainsi qu'un positron e+ et un neutrino d'après la réaction bêta plus. Par la suite, ce noyau fusionne avec un autre proton pour donner un isotope de l'hélium : de l'hélium 3 3He. Cet isotope peut à son tour donner de l'hélium 4, hélium commun que l'on trouve en grandes quantités sur Terre.
Dans la chaîne CNO, il faut avoir à la base du carbone 12C. Comme le montre le schéma, l'ajout successif d'hydrogènes 1H à ce carbone 12 de base finit par donner un noyau d'hélium 4 sans avoir à passer par l'isotope 3He. Comme pour la chaîne PP, des positrons, des neutrinos et des rayons gamma sont dégagés.
Lachésis : Chaîne PP :


Atropos : Cycle CNO :



Atropos est une géante bleue de type spectral B puisque sa température de surface est de 20 000 Kelvins. Sa masse totale est de 24 masses solaires et la masse de son cœur est de 3,3 masses solaire pour un rayon total de 55 680 000 Km (111 360 000 Km de diamètre). Cette étoile est comparable à Bêta Orionis (Rigel). La durée de vie de cette étoile est approximativement 8 millions d'années.
Lachésis, naine jaune de seulement 1 masse solaire forme, avec Atropos, un système d'étoiles binaires détachées dont le centre de gravité du système se trouve à l'intérieur d'Atropos en raison des masses respectives des deux étoiles. Lachésis se trouvant à 10 années lumière de sa voisine et ayant un rayon de 723 000 Km (1 446 000 Km de diamètre) ne se fait donc pas phagocyter au cours de la séquence principale. La température à la surface de cette dernière est de 5 900 K, son type spectral est donc G. Cette étoile est comparable au Soleil, sa durée de vie est donc d'environ 10 milliards d'années.

On peut calculer la force de gravitation F entre les deux étoiles, sachant qu'on a :
_ la masse mL de Lachésis (L) égale 1 Mo, soit ,
_ la masse mA d'Atropos (A) fait 24 Mo, soit 24 × 1,9891.1030 = 4,77384.1031 Kg,
_ G, la constante universelle de gravitation égale 6,67300 × 10-11 N.m2.kg-2,
_la distance d entre L et A égale 10 al = 10.9,461.1012 Km = 9,461.1013 Km,
On en déduit que d'après la loi de gravitation universelle, ici,
F = = = 7,079.1023 N .

B) Le système stellaire

On l'a déjà vu, lorsque le système stellaire Lachésis-Atropos a été formé, il s'est formé par un disque d'accrétion, un disque sur le plan de rotation des étoiles qui est en fait un amas immense de gaz et de poussières venant directement de la nébuleuse originale Atropos.
Dans ce système, toutes les orbites sont occupées par des planètes, pourtant, dans certain systèmes, des astéroïdes forment des champs, ou des ceintures qui ne s'assemblent plus entre eux, c'est le cas dans notre système solaire avec les ceintures d'astéroïdes et de Kuiper.
Notre système LA comprend 3 planètes ainsi qu'une vingtaine de planètes naines auxquelles on ne s'intéressera pas.






LAa
La planète, ainsi nommée car elle est la plus proche de son étoile est presque entièrement liquide, ce n'est qu'un vaste océan de silicium, de fer, de chrome, de titane et de cuivre. Ces éléments sont tous des matériaux lourds présents en assez grande quantité dans le milieu stellaire et sont tous à l'état liquide à la température de surface de la planète.
Ces éléments chimiques se sont assemblés avec la planète, les éléments plus légers s'étant tous évaporés dans le milieu interplanétaire car ils ne pouvaient être présents que sous forme de gaz sur la planète, dont la température en surface est de 2 050 °C. Néanmoins, ces éléments chimiques étant tous lourds, ils ont enfermé sous la pression un cœur de dioxygène et de méthane solide, qui s'est refroidit sous l'océan...
Cette petite planète de 2 300 Km de diamètre orbite autour de son étoile (Atropos) en 6 jours. Elle est située à 100 000 000 Km du barycentre du système binaire, soit bien en dehors de la zone habitable, trop proche d'Atropos... Il est donc totalement impossible que cette planète abrite la vie que nous cherchons à créer, même sous forme d'acides aminés, en raison de la trop grande chaleur, mais aussi de l'absence totale d'éléments comme l'hydrogène sur la planète.

LAb
Cette géante gazeuse se situe à 35 Tm de son étoile soit environ 234 UA ce qui correspond à . Ceci correspond à la racine carrée de la luminosité d'Atropos (qui vaut donc 55 000 Lo (luminosités solaires)), (Atropos étant l'étoile la plus lumineuse sur LAb) divisée par la luminosité du Soleil. Le résultat de ce calcul donne le centre de la zone habitable en unités astronomiques (environ 234 UA ici).
Cette distance correspond donc au milieu de la zone habitable circumstellaire, On ne trouvera néanmoins pas de vie sur cette planète étant donnée qu'elle est totalement gazeuse à l'instar de Jupiter dans notre système solaire. Même si elle est quelque peu comparable à Jupiter par sa composition et son aspect, elle en est assez différente car elle est beaucoup plus grosse. Elle a néanmoins de fins anneaux, résultant d'un disque d'accrétion très fin n'ayant pas formé de planète.
Cette planète est essentiellement constituée de méthane, ainsi que d'eau à l'état gazeux ou solide, d'hydrogène, d'hélium, d'ammoniac. Même si la planète ne peut abriter la vie de par sa nature gazeuse, elle contient tous les éléments atomiques nécessaires à la formation d'acides aminés : Hydrogène, Oxygène, Azote et Carbone, et elle est située dans la zone habitable, donc un corps formé sur la même orbite ou à proximité contient les mêmes caractéristiques, et est donc viable. Cette planète a une apparence bleue, avec des vents pouvant aller jusqu'à 3 600 Km/h dans la haute atmosphère. Elle possède un noyau solide d'un diamètre de 850 Km, alors que son diamètre réel (comprenant l'atmosphère) est de 250 000 Km.

Cette planète est plus grosse que n'importe laquelle de notre système solaire, et elle a capturé un nombre pharamineux de corps qui étaient à la dérive dans l'espace. Ces satellites, au nombre de 158, ont des tailles variés, avec le plus petit, LAb LVII, possédant un diamètre de 65 Km, alors que le plus gros, LAb CXXXVIII, a un diamètre égal à une petite planète, avec 4 500 Km. Certains de ces satellites orbitent à quelques centaines de Km alors que le plus éloigné est à 687 000 Km de LAb. On nomme les satellites du nom de leur planète et avec un chiffre romain qui correspond à sa distance de la planète.
Parmi ces satellites, il y en a un qui a tout de même une masse considérable, nommé LAb XCVI, cela étant dû à son cœur en plomb et en fer, mais avec une surface tellurique, notamment de carbone, de diazote et de dioxygène ainsi que de tellure. Ces éléments s'assemblent petit à petit avec l'hydrogène expulsé à intervalles de temps réguliers de la planète par les vents violents ainsi que d'un satellite voisin, LAb XCVIII, satellite volcanique qui éjecte de ses entrailles de grandes quantités de basalte ainsi que d'hydrogène liquide dans l'espace ; ce satellite rappelle quelque peu le galiléen Io. La lune LAb XCVI, surnommée Clotho, a une trajectoire légèrement elliptique et croise celle de LAb XCVIII, ainsi l'hydrogène forme avec l'oxygène de l'eau. Clotho est comparable à l'exoplanète Gliese 581 c mais elle est un satellite d'une planète géante gazeuse. On peut aussi la comparer à Titan ou à la Terre, mais elle est réellement un type encore inconnu.

[invite564ec0b5]

L'apparition de la vie

Cette vie est assez différente de ce que l'on trouve sur Terre, la divergence majeure étant que ces êtres vivants ne sont pas constitués de cellules mais d'une autre structure, jusqu'à laquelle nous n'avons pas poussé l'imagination... Il y a néanmoins un point commun, une liaison entre la vie terrestre et celle-ci puisque comme nous, ces êtres sont constitués d'acides aminés. Les limites de l'imagination sont bien réelles et nous n'avons osé les repousser trop loin pour les simples étudiants que nous sommes.
On remarquera que cette vie, comme elle est comme nous constituée d'acides aminés, contient des éléments atomiques produits directement dans les cœurs des étoiles (Carbone, Oxygène, Azote), par conséquent, à l'instar de tout terrien, c'est de la « poussière d'étoiles ».
Cette lune dispose, à l'instar de la Terre, d'une couche d'ozone protégeant des rayons ultraviolets de son étoile.
LAb XCVIII produisait des perturbations électriques suffisamment puissantes pour atteindre la planète ! Ces perturbations atteignent donc la plus proche Clotho lorsque ces deux lunes arrivent en opposition. Lorsque l'opposition se produit, les deux lunes ont des atmosphères quasiment confondues, et obéissent donc (pour simplifier) à la loi de Coulomb dans l'air : k.(|q1.q2|/d2) où k est la constante de permitivité qui vaut 9.109 N.m2.C-2 .


Alors que les lunes passaient à quelques centaines de Km l'une de l'autre, LAb XCVIII transmit une charge électrique puissante à Clotho, déchirant le ciel d'un immense éclair et atterrissant dans un des océans ; là, deux carbones, un azote, cinq hydrogènes et deux oxygènes réagirent pour former le premier acide aminé, une glycine. Cet acide aminé simple allait bientôt réagir pour en former un autre, qui lui-même allait en former un autre etc.
Des structures organiques de plus en plus complexes apparurent, des chaînes de glycines, mais aussi d'autres acides aminés, formés par d'autres réactions. La combinaison de ces molécules finit par donner des protéines, qui elles-mêmes se combinèrent de manière à donner naissance dans l'océan de Clotho à une « cellule », au sens de plus petite unité du vivant. Cette cellule était le premier microorganisme, qui lui même engendra une multitude d'autres microorganismes. On peut dire qu'à partir du moment où l'on a une cellule, même procaryote qui peut se reproduire et qui est séparée du milieu extérieur par une membrane (un cytoplasme pour la vie terrestre), on est en présence de la Vie. Ci-dessous, le début de la Vie dans les océans de Clotho.





Cette vie, au cours de toute son histoire, connu d'innombrables hétérotrophes (étant donné que les êtres vivants se mangent mutuellement et prélèvent des molécules organiques simples, d'origine chimique et non biologique) plus diversifiés les uns que les autres, mais leur chaîne alimentaire commençait à un autotrophe unique, qui de toute leur histoire n'évolua jamais. On peut le comparer au phytoplancton, mais néanmoins beaucoup d'autres autotrophes existent sur Terre, à l'inverse de la lune Clotho. Cet autotrophe unique était capable de chimiosynthèse du NO3- . Cela peut paraître faible en comparaison de toutes les réactions de chimiosynthèse et d'autres forment de synthèse que nous connaissons sur Terre, mais tous les hétérotrophes relativement basiques pouvaient à leur tour recombiner chimiquement leurs molécules.




Le fort électromagnétisme fréquent dû au passage de LAb XCVIII avait causé chez les Clothoans une adaptation qui leur permettait de capter des particules électriquement chargées pour complexifier leurs structures moléculaires. Tous les êtres « compliqués » disposaient de la structure du dioxygène, à l'instar de la plupart des Terriens :
C6 H12 O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + énergie

Pour s'adapter, les microorganismes furent inventifs, chacun en leur manière, mais ce qui les caractérisait tous étaient leur capacité à muter selon leurs besoins. On peut donc dire qu'ils disposaient d'une sorte d'information génétique, bien qu'assez différente de la notre, puisqu'ils disposaient bien de l'acide désoxyribonucléique, mais qu'ils avaient à la place du Phosphate des nucléotides du Silicium. Ils n'étaient donc pas qu'un conglomérat de matière en interaction, mais une synergie qui s'entretenait en un ensemble et luttait contre toutes les conditions pour toujours élargir son royaume.
Les Clothoans étaient sur une lune, certes relativement grosse, mais ne contenant qu'assez peu de carbone et d'azote. Pour cette raison, dans le milieu local, les Clothoans ne formaient que 5 acides aminés. On peut déduire qu'au lieu de 4 bases azotées, ils ne disposaient que de 3 : l'Adénine, l'Uracile et la Thymine, Les cinq acides aminés présents étaient parmi les plus simples que nous trouvons sur Terre, de plus, ils étaient « droitiers » : à l'inverse des acides aminés terrestres, le radical était situé à droite et la forme développée à gauche. Les acides aminés présents sur Clotho étaient la glycine (illustration), l'alanine, la valine, la proline et la méthionine.








C'est sous cette forme que la Vie conquit la surface de la planète, en utilisant l'évolution perpétuelle. Ne croyez pas que comme sur Terre cette Vie était d'une évolution lente mais très répandue... au contraire, cette Vie était à la fois plus diversifiée car plus rapide à évoluer que la notre, mais aussi plus limitée dans l'Espace car elle habitait une lune, donc de petite taille, et parce qu'elle se « nourrissait d'elle même », les êtres se détruisant mutuellement sans comprendre, parce que l'intelligence n'existait pas encore dans cette Vie, qu'ils étaient un ensemble, une synergie.
Cependant même avec cette lente extension, 2 millions d'années suffirent à la Vie pour conquérir l'ensemble de la lune. Des structures organiques de milliards de « cellules » (au sens d'unité du vivant) se construisirent, du moins, de petits ensembles de taille d'une cellule, mais qui ne correspondaient qu'à une entité organique propre à Clotho. Ces ensembles évoluaient de plus en plus rapidement, mettant en place, entre autres, une véritable intelligence comme on en connaît sur Terre et la reproduction sexuée, à cela près que ces espèces avaient différents ensembles sexuels, selon les espèces, avec par exemple une espèce qui avait jusqu'à 21 ensembles sexuels différents. Bien entendu, ce genre de choses est précisément l'exemple d'une évolution plus rapide mais d'une extension plus lente. Ainsi, toute la Lune ne comptait que quelques millions d'êtres vivants de plus de 1 mm, pour 750 000 espèces...
On a ici donné des exemples de la diversité et de la vitesse d'extension de cette Vie, mais aussi de la faible biodiversité en comparaison de la Terre. Ces chiffres ne sont pas calculés car non calculables, mais ils visent à donner au lecteur une image de la vie clothoanse.

À peu près 5 420 000 aA (après Atropos), une espèce se distingua.
Cette espèce qu'on baptisera aminica évoluait très rapidement, même pour sa planète, et en quelques dizaines de milliers d'années elle construisit une véritable civilisation et apprit à maîtriser le voyage atmosphérique ce qui était suffisant pour aller jusqu'aux satellites voisins. De là, les Aminci trouvèrent les matériaux qui leur permirent de maîtriser un réel voyage spatial. Ils fondèrent des colonies sur toutes les lunes telluriques de la planète. Leur civilisation se heurta alors à un obstacle, ils ne pouvaient plus poursuivre leur extension dans l'Espace, si lente soit elle, car ils n'avaient en aucun cas assez de matières premières sur les lunes nécessaires pour atteindre les autres planètes du système LA et encore moins des étoiles éloignées... Les Aminici décidèrent de faire preuve de patience et de perfectionner leur civilisation. Leurs scientifiques calculèrent que seulement la mort de l'étoile Atropos donnerait une supernova qui laisserait la possibilité « d'attraper » assez de matières premières pour quitter leur système stellaire et développer leur civilisation un peu partout dans la galaxie.




Nous ne pousserons pas les limites de l'imagination jusqu'à imaginer les caractéristiques physiques et culturelles de cette race, de peur de ne la faire trop ressemblante à ce que nous connaissons sur Terre, alors qu'elle n'est même pas constituée de cellules.
Piégée autour de LAb, les Aminici étaient irrémédiablement condamnés...

LAc

Cette planète est, contrairement aux deux autres, située à l'extérieur de l'orbite de Lachésis par rapport au centre de gravité du système. Elle orbite à 12,5 al d'Atropos, orbite qu'elle met 4537 ans à accomplir (voir calcul), avec de nettes perturbations dans la trajectoire lorsqu'elle passe à proximité de Lachésis, ou plutôt que celle-ci la double dans sa trajectoire. La planète est un corps glacé dont la température de surface n'est que de quelques kelvins. C'est néanmoins un corps immense qui regroupe toute la poussière de l'extérieur du disque d'accrétion. Il est formé de divers éléments atomiques : métaux, alcalino-terreux, métalloïdes, métaux pauvres... Son diamètre est de 120 000 Km, ce qui en fait une « super-Terre ». Elle a une masse de 5.1027 kg, ce qui équivaut à 1 000 fois la masse terrestre. Sa température extrême en fait un corps impropre à la vie et totalement solide. La référence dans le système solaire pourrait être Pluton, à laquelle elle est comparable de par sa température très faible et de son orbite extrêmement longue à accomplir.

La dérive gravitationnelle de LAc :

On justifie les périodes orbitales de Lachésis et de LAc autour d'Atropos par les calculs suivants :
_ les deux trajectoires sont des ellipses assimilables à des cercles,
_ la distance aLAc entre LAc et A est de 12,5 al = 12,5 × 9,461.1012 Km = 1,1826.1014Km
_ la distance aL entre L et A égale 10 al = 10 . 9,461.1012 Km = 9,461.1013 Km,
_ la masse M d'Atropos (A) fait 24 Mo, soit 24 × 1,9891.1030 = 4,77384.1031 kg,
_ G, la constante universelle de gravitation égale 6,67300 × 10-11 m3.kg-1.s-2
_ la formule pour calculer la période orbitale P d'un astre de masse négligeable

On a donc PL = = = 102 445 040 900 s = 3246,38 années.
La période de révolution de Lachésis PL est donc d'environ 3246 ans.


On a donc PLAc = = = 143 171 297 100 s = 4536,95 années.
La période de révolution de LAc PLAc est par conséquent environ égale à 4537 ans.

À un certain moment, alors que LAc s'était stabilisée sur sa trajectoire à 12,5 al d'Atropos, elle fut rattrapée par Lachésis : en effet, l'orbite de celle-ci étant plus proche d'Atropos, elle tournait plus rapidement autour de celle-ci que LAc. Les forces gravitationnelles de Lachésis sur LAc s'amplifiaient au cours du temps, et lorsque les deux corps ne se trouvèrent plus qu'à 2,5 al d'écart, c'est-à-dire quand ils étaient déjà presque en opposition, la force de Lachésis prit le dessus sur celle exercée par Atropos. LAc devint ainsi planète de Lachésis en se satellisant autour de celle-ci (voir schéma). LAc se rapprocha donc d'Atropos, puisque Lachésis était toujours sur son orbite autour de son partenaire et que LAc était à son point le plus éloigné sur sa nouvelle orbite. Les forces exercées par Atropos et Lachésis furent égales (voir tableau ci-dessous) lorsqu'elles eurent toutes deux la valeur de 1,12.1034 N ; ceci se produisit lorsque la planète fut à 12,25 al d'Atropos, et toujours à 2,5 al de Lachésis. On a calculé ceci par la première loi de la gravitation universelle de Newton.






















Au moment où les forces furent égales, la planète prit une nouvelle trajectoire : étant donné qu'elle était « devant » Lachésis sur son orbite, et qu'elle devait également tendre vers Atropos, d'après le seconde loi de la gravitation universelle de Newton qui est l'équivalent physique du théorème de Chasles, les vecteurs de force exercés par les deux étoiles se conjuguent pour en donner un de norme 2 × 1,12.1034 N = 2,24.1034 N qui tend dans une direction entre celles de L et A. Néanmoins, comme Lachésis continue d'avancer sur son orbite, elle finit par rattraper LAc et lui inflige des forces gravitationnelles beaucoup plus fortes. Ainsi, même si LAc tend toujours à tomber vers Atropos, la proximité de Lachésis fait que la force gravitationnelle de celle-ci finit par nettement dominer. Finalement, la collision est inévitable et ainsi LAc est déchiquetée dans l'atmosphère de Lachésis.

LA Alcippé

La comète LA Alcippé est un corps qui orbite autour de Lachésis en décrivant une trajectoire extrêmement elliptique, comme la plupart des comètes (illustration). Comme toutes les comètes, c'est une boule de gaz et de poussières d'assez petit diamètre qui émet des queues, l'une d'elles constituée de plasma, et l'autre de poussières. Ces queues sont différentiables car elles ne se superposent pas exactement, mais elles sont néanmoins orientées à l'opposé de l'étoile la plus proche, ceci étant au vent solaire. Dans le cas d'Alcippé, les queues mesurent 40 Gm chacune, À l'instar de la comète Shoemaker-Levy 9 en Juillet 1994 , Alcippé entre en collision avec LAb vers 7 450 000 aA. Cette collision fut précédée d'un déchiquetage de la comète en 65 morceaux, déchiquetage qui prit 1h 21min et qui fut bien entendu spectaculaire pour les Aminici qui observaient. Pour illustrer le déchiquetage, nous allons montrer une vidéo de la collision de SL9 avec Jupiter.


Le système stellaire est donc un ensemble de corps très variés qui subiront tous les conséquences de la mort de la géante bleue qui s'amorce vers 8 000 000 aA.

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III) La mort d'Atropos

A) Supernova

Le schéma ci-dessous illustre le corps restant d'une étoile après sa mort selon sa masse. Quelques traductions de l'anglais : « neutron star » signifie « étoile à neutrons » ; BH ou « Black Hole », « trou noir » ; « white dwarf », « naine blanche » ; « SN » est l'abréviation de « supernova » ; « fallback », « effondrement » ; « H envelope », « enveloppe d'Hydrogène ». On constate que lorsque masse totale de l'étoile est d'environ 25 Mo (soit très légèrement plus qu'Atropos), l'étoile s'effondre obligatoirement en trou noir. Cette masse correspond donc à une masse du cœur de 3,3 Mo. En effet, il existe une limite, dite d'Oppenheimer-Volkoff, qui détermine le destin d'une étoile. Si la masse du cœur de celle-ci est supérieure ou égale à 3,3 Mo, elle finira forcément en trou noir. Par lecture graphique, on voit que le sort de l'étoile est déterminé par deux paramètres majeures : sa masse et sa métallicité. Outre le trou noir, deux destins sont possibles : pour les étoiles dont la masse totale est comprise entre 9 et 25 Mo, le corps céleste résultant est une étoile à neutron ; et lorsque la masse est inférieure à 9 Mo, l'étoile se contracte en naine blanche (nous reviendrons dessus dans le IV ).


Une supernova est une explosion qui peut notamment intervenir lors de la mort d'une étoile massive dépassant la limite de Chandrasekhar. Cette limite, fixée à 1,44 Mo définit une masse au-delà de laquelle une étoile explosera (ou implosera) en supernova pour ensuite devenir une étoile à neutrons ou un trou noir. Cette explosion s'accompagne d'une augmentation brève mais extrêmement intense de la luminosité de l'étoile.
Il existe deux mécanismes physiques donnant lieu à une supernova :
_ L'explosion thermonucléaire d'une naine blanche : possible uniquement dans un système binaire, il s'agit de l'explosion en supernova d'une naine blanche qui aurait dépassé la limite de Chandrasekhar en absorbant de la matière à son compagnon ou en entrant en collision avec celui-ci. On appelle alors cette supernova une supernova thermonucléaire ou de type I a .
_ L'effondrement gravitationnel d'une étoile massive : cet événement a lieu dans toute étoile dépassant la limite de Chandrasekhar. Lorsque l'étoile arrive à la fusion de fer, le noyau atomique le plus stable, elle commence à consommer de l'énergie au lieu d'en produire. Par conséquent au moment où le cœur de l'étoile a entièrement fusionné en fer, l'étoile n'a plus d'énergie générant la pression de radiation suffisante au maintient des couches supérieures qui vont alors venir écraser le cœur. Celui-ci se comprime alors et les noyaux de fer se dissocient, les électrons s'écrasent sur les noyaux pour former avec les protons de nouveaux neutrons (par le principe inverse à la désintégration bêta).
Ce nouveau cœur de neutrons, beaucoup plus compact, est alors capable de résister à la compression des couches externes par la pression de dégénérescence quantique ce qui arrête brutalement leur effondrement. En effet, les neutrons s'associent par paires et produisent une pression de dégénérescence très importante, qui, ajoutée à la force nucléaire, résiste à la pression. Les couches externes et internes vont alors « rebondir » sur cette surface particulièrement compacte, produisant une onde de choc ayant pour effet de souffler les couches extérieures de l'étoile formant un rémanent de supernova.
Il ne reste alors qu'un rémanent de supernova et le cœur de neutrons, appelé étoile à neutron.

Les supernovae jouent entre autres le rôle essentiel de libérateur d'éléments lourds. En effet, les noyaux lourds synthétisés au cours de son existence ne sont libérées par l'étoile qu'à sa mort. Outre les éléments synthétisés, ceux présents dans l'étoile sont soudainement libérés, et s'entrechoquent sans plus subir la force gravitationnelle de l'étoile ce qui amène à la création de tous les noyaux plus lourds que le fer. De plus, l'onde de choc de la supernova favorise la formation de nouvelles étoiles en initiant ou en accélérant la contraction de matière du milieu interstellaire. Ces trois phénomènes permettent de dire que des atomes comme l'oxygène ou le carbone qui nous composent sont, comme nous, de la « poussière d'étoile ».

À la fin de sa vie, Atropos a consommé tout son hydrogène par le cycle CNO et, 7 M années aA, d'autres fusions se déclenchent : hélium d'abord (voir IV a) à ce sujet), puis carbone, néon, oxygène et enfin silicium. La réaction de fusion du silicium est l'ultime réaction possible pour une étoile, car elle donne du fer.
Atropos donne alors lieu, en raison de sa masse importante (son cœur fait 3,2 Mo) à une supernova. Un cœur de fer se forme, conformément au mécanisme décrit ci-dessus. Atropos n'a plus de source d'énergie générant une pression de radiation suffisante pour soutenir ses couches supérieures, qui écrasent alors son cœur. Elle suit alors le principe de formation des étoiles à neutrons décrit précédemment. Lors de cette implosion, notre étoile libère les éléments chimiques qu'elle a synthétisé au cours de son existence pour les diffuser dans le milieu interstellaire formant ainsi un rémanent de supernova qui se dissipera relativement rapidement à l'échelle astronomique, mais produira sans doute un certain nombre d'étoiles.
La toute proche LAa est entièrement détruite, balayée par les couches extérieures de la supernova propulsée à des vitesses proches de celle de la lumière, elle devient instable, ses éléments lourds s'évaporent d'abord avant de se sublimer pour retrouver leur état solide.


B) Conséquences pour les Aminici

Au moment même du phénomène de supernova d'Atropos, se produit un sursaut gamma. Ceci se produit pour toutes les supernovae à effondrement du cœur. Les rayons gamma proviennent des processus de fusion nucléaire, et plus particulièrement de celle du silicium. Lorsque l'étoile continue ses réactions de fusion, les rayons sont emprisonnés, mais quand une supernova intervient, ils sont libérés. Ces rayons sont semblables aux rayons lumineux et donc se propagent dans tout l'Univers. Ils sont du même ordre que les rayons X, mais en beaucoup plus dangereux.
Le sursaut gamma de la supernova d'Atropos détruit la couche d'ozone de Clotho et bombarda la lune de ces rayons. Les rayons détruisirent les molécules complexes des Clothoans, sur terre comme dans les océans. Les Aminici virent leur civilisation détruite et leurs sources de nourriture réduite à néant, du fait de la disparition des autotrophes qui entraineraient une extinction successive de toutes les espèces selon le principe de chaîne alimentaire. De fait, les Aminci restants, qui avaient réussi à se protéger des rayons en se terrant dans les sous-sols de Clotho et des autres lunes de LAb moururent tous du fait des rayons gamma pour les uns, des rayons ultraviolets que Lachésis continuait d'émettre et qu'aucune couche d'ozone ne protégeait plus à présent pour d'autres, d'autres encore moururent de faim, et les derniers, ayant subi de fortes mutations génétiques, finirent par mourir de froid, du fait que la source de chaleur qu'était Atropos s'était tarie.


C) Restes de la supernova



Suite à la supernova, il ne reste d'Atropos qu'un pulsar. Un pulsar est une étoile à neutron en rotation rapide, et qui émet des rayonnements électromagnétiques forts dans ses axes polaires. Ces rayonnements sont constitués d'ondes radios et de rayons X. La masse d'Atropos est alors de 3,2 Mo, soit la masse initiale du cœur de l'étoile, donc en dessous de la limite d'Oppenheimer-Volkoff, c'est pourquoi elle ne s'effondre pas en trou noir. Le nouveau pulsar conserve son mouvement de rotation de son étoile initiale, sauf que celui-ci est appliqué à un rayon bien plus petit. Le pulsar Atropos est en rotation très rapide à 400 tours par seconde (400 Hz), ceci est dû à sa très petite taille ce qui le rend moins sujet aux forces centrifuges et à la conservation de son mouvement cinétique. Étant donné qu'il est de très petite taille et que sa masse est de 3,2 Mo, on en déduit que sa densité est extrêmement forte. soit un tour toutes les 2,5 millisecondes. Son champ magnétique approchant les 104 teslas, ce qui est proportionnel à sa vitesse de rotation. Par émission d'ondes gravitationnelles dues à sa rotation élevée (voir la partie consacrée aux cheveux sur les trous noirs), son mouvement de rotation ralentit progressivement, jusqu'à devenir une étoile à neutrons, avec une rotation beaucoup plus lente.


IV) La mort de Lachésis


A) Réactions de fusion

Nous sommes arrivés à la fin de la séquence principale de Lachésis : elle a fusionné la plus grande partie de son hydrogène en hélium, et se voit privée de combustible. À l'instar de la chaîne PP qui lui a permis de fusionner son hydrogène, une nouvelle réaction de fusion s'amorce : la réaction triple-alpha. Ce processus se déclenche aussi dans des étoiles plus massives (comme Atropos, peu avant son explosion). Une particule alpha est noyau d'Hélium 4He2+ ; pour cette réaction, deux particules réagissent sous l'effet de la température et de la pression pour donner un noyau de Béryllium, puis ce noyau-ci avec une troisième particule alpha pour donner un noyau de Carbone (voir schéma ci-dessous). L'énergie produite par la réaction triple alpha fait « gonfler » Lachésis et la fait petit à petit devenir une géante rouge.


Par la suite, encore une nouvelle réaction de fusion anime l'étoile : celle du Carbone avec l'Hélium pour donner de l'Oxygène. La réaction s'opère ainsi : un noyau d'Hélium fusionne avec un de Carbone pour en donner un d'Oxygène. Cette nouvelle réaction est très courte (quelques milliers d'années tout au plus). Après la transformation d'une majorité de l'Hélium et du Carbone, la masse de l'étoile est trop faible pour donner les conditions de température et de pression nécessaires à une nouvelle réaction de fusion (après l'Oxygène).
Le cœur de Lachésis est alors constitué de Carbone et d'Oxygène, l'Hélium étant plutôt dans les couches inférieures de la couronne.

B) Naine blanche

À l'instar d'Atropos, le cœur de notre géante rouge s'effondre alors que ses couches externes « rebondissent » violemment sur la surface très dense, considérée comme solide, et sont projetées dans l'espace sous forme de nébuleuse planétaire. Le cœur s'effondre sur lui-même sous l'effet de la gravitation. En conséquence, sa taille diminue et sa densité se mettent à augmenter fortement.
Comme le cœur de Lachésis a une masse de 0,5 Mo au moment de l'implosion, elle deviendra une naine blanche. En effet, cette masse est bien inférieure à la limite de Chandrasekhar de 1,44 Mo (pour le cœur) au delà de laquelle l'effondrement se serait poursuivit pour donner une étoile à neutron (comme pour Atropos).


À ce stade, Lachésis devient donc une naine blanche carbone-oxygène très chaude entourée d'un nuage de gaz composé essentiellement de l'Hydrogène et de l'Hélium (synthétisé dans la couronne de l'étoile par réaction PP pendant que la fusion du Carbone s'opérait dans le cœur) non consommés dans la dernière fusion.

Les naines blanches sont de la même taille que la Terre et d'une masse environ égale à celle du cœur du Soleil, elles ont donc une densité très élevée, une luminosité faible malgré une température très élevée à la surface provenant de l'émission de l'énergie thermique du cœur de l'étoile.

Les naines blanches sont des étoiles dites dégénérées : en effet, même si leur température reste élevée, plus aucune réaction de fusion ne se produit. Par conséquent, ce ne sont plus vraiment des étoiles, mais plutôt des cadavres d'étoiles.
Le terme « dégénéré » vient de la pression de dégénérescence. Pour expliquer cette pression, rappelons que la gravité tend à toujours rapprocher les éléments entre eux, mais que les solides compactes exercent toujours une pression qui leur permet de rester uniforme. C'est également le cas pour les atomes dans les étoiles. La gravité devient localement beaucoup plus forte quand celles-ci s'effondrent en naines blanches. Pour rester uniforme, la naine doit donc exercer localement une pression beaucoup plus forte. Comme les atomes de Carbone et d'Oxygène se sont considérablement rapprochés du fait de la densité qui s'est accrue. Les électrons agissent de manière « claustrophobique » : quand ils sont enfermés dans de petits espaces, ils s'agitent beaucoup. Selon les lois de la physique quantique, quand ils sont confinés dans de trop petits espaces, ils s'associent par paires, sans plus tourner autour de leurs noyaux respectifs. Ils résistent alors à la pression et maintiennent la pression de dégénérescence qui empêche la naine de s'effondrer complètement (voir schéma).

De manière générale, les naines blanches sont souvent formées de carbone et d'oxygène mais il arrive qu'elles soient formées d'hélium ou que leurs cœurs soient suffisamment chauds pour faire la fusion du carbone mais pas du néon. La naine blanche ainsi formée sera une naine blanche « Oxygène-néon-magnésium ».

Ci-dessous, un graphique qui montre le devenir des étoiles. On peut assimiler Lachésis au Soleil à cause de sa masse.
Nota bene : il y a une erreur sur ce graphique (volontaire par l'auteur) sur la limite d'Oppenheimer-Volkoff, qui devrait se situer à 3,3 Mo. De plus, les masses des trois étoiles données sont celles de leurs cœurs quand elles mourront.



La naine blanche Lachésis devrait ensuite refroidir tout le long de son existence jusqu'à devenir une naine noire, mais ce processus prend des dizaines de milliards d'années, or un événement ne permettra pas à la naine d'atteindre ce stade...

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V) Le sort du système Lachésis-Atropos



Cette partie est très poussée en physique puisqu'elle aborde des notions bien au-delà de celles de la 1S comme par exemple l'abandon du paradigme de la physique de Newton au profit de celle d'Einstein. D'abord on reste dans la modélisation de notre système LA, puis on décrit de manière générale des corps célestes, et notamment le trou noir, sans nous enfoncer dans une description qui ne saurait se faire qu'en chiffres du trou noir.

Comme nous l'avons vu, Atropos a capté une certaine quantité de matière (0,2 Mo) à Lachésis alors qu'elle n'était qu'une étoile. Quand les deux corps se retrouvent à l'état de cadavres célestes, Lachésis tend à se rapprocher d'Atropos à cause de la quantité de matière qui s'est accumulée entre les deux étoiles. Celle-ci a beau être faible, sur des milliards d'années, sa force gravitationnelle prend toute son importance.




A) Lachésis se rapproche d'Atropos


Un bras en spirale de gaz s'est accumulé entre les deux étoiles, il est dû d'une part au regroupement entre Lachésis et l'étoile à neutron des restes de la supernova et d'autre part aux gaz arrachés à Lachésis pour se rapprocher d'Atropos, mais ceci n'arrive massivement que dans les derniers millions d'années de vie de Lachésis. La forme de spirale est causée par la révolution de Lachésis autour d'Atropos, qui demeure. L'effet gravitationnelle de ce nuage de gaz contraint les deux étoiles à se rapprocher toujours plus. On peut comparer le mouvement de Lachésis autour d'Atropos à celui de la Lune autour de la Terre (sauf que la Lune s'éloigne) : un mouvement de rapprochement en très légère spirale qui dure des milliards d'années, mais qui est néanmoins de plus en plus rapide. Le mouvement est si long qu'à la mort de Lachésis, presque 10 000 000 000 d'années aA, les deux étoiles sont distantes d'encore 5 al, soit la moitié de la leur distance de base.

Il faut noter que même si la force gravitationnelle d'Atropos continue à dominer, celle de Lachésis quand elle est encore étoile s'exerce fortement car Atropos n'est que 4 fois plus lourde que Lachésis. Atropos se rapproche donc faiblement de sa partenaire.

Toutes les planètes de système viennent s'écraser sur Lachésis, car dans son mouvement de rapprochement très long elle balaie tout le système.

Les deux étoiles sont à ce moment là assez proches, et Atropos est devenu ce que l'on appelle un micro-quasar entre-temps : la matière de Lachésis arrachée est venue former un disque de gaz autour d'Atropos, rappelant ainsi la forme d'un quasar. Le disque est un disque d'accrétion, comme le disque proto-solaire, à la différence majeure qu'il est peu étendu, et s'écrase lentement sur l'étoile à neutron, augmentant ainsi sa masse et son instabilité. En effet, l'étoile à neutron Atropos est très proche de la limite Oppenheimer-Volkoff , et elle est donc très instable et une légère variation de masse pourrait la faire s'effondrer en trou noir. On peut faire un parallèle entre ce système binaire et celui du système GRO J1655-40 (illustration), à la différence que le cœur du micro-quasar est dans ce cas un trou noir.







Le micro-quasar est l'ensemble du phénomène, disque d'accrétion, jets de particules aux pôles, et rayonnement lumineux au centre ; alors que le corps au centre du micro-quasar est une étoile à neutron. Ici, Atropos est un pulsar milliseconde, c'est-à-dire que c'est une étoile à neutron tournant très rapidement sur elle-même (en quelques millisecondes) et produisant de grands jets d'ondes aux pôles. On peut même dire qu'Atropos est un pulsar binaire puisqu'il a un compagnon Lachésis. Le faisceau d'ondes émis par le pulsar est un cône constitué d'ondes radios, et de rayons X. Le micro-quasar, émet des particules, donc dans le cas d'Atropos, des ondes radios et des particules sont émises par les pôles du micro-quasar. La matière qu'il accrète qui accélère sa rotation, pour aller jusqu'à un tour toutes les 2,5 millisecondes (il retrouve les 400 Hz qu'il avait perdu).









On a ci-dessus la représentation des puits gravitationnels de Lachésis et d'Atropos alors qu'ils se sont tous deux effondrés et fortement rapprochés. La dimension plane est notre espace et la verticale est l'hyperespace.


B) La collision de Lachésis et d'Atropos

Le mouvement en spirale de la naine blanche Lachésis autour d'Atropos devait inéluctablement aboutir à la collision des deux cadavres. Bien entendu c'est ce qui se produisit après quelques millions d'années (le mouvement s'accélérait). Alors que la naine blanche se rapproche, elle est graduellement déchiquetée sous l'effet des forces gravitationnelles. Alors que les deux astres se rapprochent, ils commencent à émettre de fortes ondes gravitationnelles. Ces ondes sont produites par tout mouvement, notamment de rotation, mais elles sont habituellement très faibles.

































Lorsque deux trous noirs se rapprochent pour n'en former plus qu'un, les ondes gravitationnelles produites sont très fortes à cause des masses très importantes des trous noirs et « audibles » de la Terre. Les ondes gravitationnelles se répandent en forme de « vague » dans le continuum espace-temps. Ces ondes modifient la valeur de la force des interactions gravitationnelles et électromagnétiques dans tout le Cosmos, mais à une échelle infime. Ces ondes fonctionnent dans le sens inverse des forces de marrées, mais c'est le même principe : les ondes produisent un léger écrasement dans le plan et une élongation dans la verticale, perpendiculaire du plan (illustration ci-dessus : les effets de marrée).



Ci-dessus on voit les ondes gravitationnelles produites par deux trous noirs sur le point de fusionner.
Rappelons que la naine blanche avait une masse de 0,5 Mo et que le pulsar en avait une de 3,2 Mo, on en déduit qu'après la collision, comme il ne devrait pas y avoir de perte de masse, la masse de l'objet final est de 3,7 Mo. Un tel objet dépasse la limite d'Oppenheimer-Volkoff qui est de 3,3 Mo (on l'a déjà établi). Par conséquent, l'astre stellaire unique formé par la collision d'une violence inouïe est bel et bien un trou noir car il dépasse la limite d'Oppenheimer-Volkoff. Le choc produisit un sursaut gamma très puissant, plus encore que celui produit par la supernova Atropos.
Une supernova thermonucléaire aurait pu avoir lieu, néanmoins la gravité des deux astres était trop forte pour permettre la libération de particules dans le milieu.
La pression de dégénérescence des électrons et des neutrons (Lachésis et Atropos) ne résiste pas à l'immense gravité situé dans le centre de gravité des deux astres. Un nouveau corps à peu près sphérique et en constant effondrement sur lui-même apparaît alors. Il s'effondre jusqu'à ce que les électrons de la naine blanche soient convertis en neutrons comme dans l'effondrement d'une étoile vers l'étoile à neutron ; et, à ce point, l'interaction forte, habituellement attractive, devient répulsive. Ceci renforce la pression qui résiste à l'effondrement, mais sans succès. À ce stade, la densité est de 2.1015 g.cm-3. L'effondrement se poursuit, et la force gravitationnelle vainc l'interaction forte au sein même des noyaux, et vainc la pression. Le diamètre de l'astre Lachésis-Atropos ne cesse de diminuer, les couches extérieures étant irrémédiablement attirées vers le centre. Le rayon tend vers le rayon critique, le rayon de Schwarzschild noté R s .



Ce rayon se calcule ainsi : R s = avec G, la constante de gravitation universelle 6,673.10-11 m3kg-1s-2 et M, la masse de l'objet en question, en kg
et c, la vitesse de la lumière, 299 792 458 m s-1.

On calcule ce rayon critique, de R S LA = = 10 929 m.
Donc le rayon de Schwarzschild, celui de la circonférence critique, est de 11 Km. Ceci est extrêmement petit et donc l'astre formé sera minuscule.
La conjecture du cerceau dit que si l'on peut placer autour d'un astre quelconque un cerceau de la taille de la circonférence critique de cet astre et qu'on peut faire tourner le cerceau librement autour de l'astre, alors celui-ci deviendra obligatoirement un trou noir. C'est le destin de Lachésis-Atropos.

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Patrick

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C) Le trou noir Lachésis-Atropos

Donnons d'abord une définition et quelques caractéristiques du trou noir :
Un trou noir est un objet dont rien ne peut ressortir, pas même la lumière, c'est pour cela que l'objet est invisible. Il peut néanmoins être indirectement observé par la déformation apparente de corps célestes se situant derrière le trou par rapport à nous. C'est un trou à proprement parler dans l'espace temps : un objet qui cause une courbure telle dans le continuum espace-temps que cette courbure n'a pas de « fond ». Cet objet compte parmi les plus massifs de l'Univers. C'est le destin qui attend toutes les étoiles ayant une masse totale d'au dessus de 25 Mo (ayant un cœur d'une masse supérieure à la limite d'Oppenheimer-Volkoff). Le début du trou noir est l'horizon des évènements à partir du duquel il est strictement impossible de ressortir du trou. Ce n'est néanmoins pas là que la masse du trou est concentrée. Celle-ci est concentrée dans la singularité, cercle minuscule à l'intérieur du trou ; dans la singularité la courbure de l'espace et le champ gravitationnel deviennent infinis : la pression, qui l'emportait dans les naines blanches et dans les étoiles à neutrons est finalement vaincue par la gravité.
La circonférence critique d'un trou noir varie, étant toujours de 18,5 × m (l'unité est le Km), avec m la masse du trou en masses solaires. La circonférence de la singularité n'est, elle, pas supérieure à 10-35 m. Le calcul de la géométrie classique 2π r ne fonctionne pas ici du fait de la courbure de l'espace. Cette circonférence critique du trou définit en fait l'horizon des évènements, ce point de non-retour même pour la lumière. Il n'y a pas de changement notable lorsque l'on passe cette frontière, excepté le fait que l'on est à tout jamais coupé du reste de l'Univers.

Une singularité est le corps céleste à proprement parler, puisque le reste du trou noir n'est en fait que du vide et de la matière qui va s'écraser sur la singularité. C'est une très petite sphère, qui demeure mystérieuse, et qui est sujette à de nombreuses extrapolations ; l'une d'elle notamment dit qu'elle serait un point de passage vers un autre univers. La matière, lorsqu'elle passe par la singularité, est littéralement déchiquetée.
Dans un trou noir, l'espace-temps n'est pas le même que dans le reste de l'Univers, donc pour étudier les forces qui le régissent, il faut se placer dans la physique de la relativité générale d'Einstein et non de Newton. Par exemple, l'immense force gravitationnelle du trou noir induit qu'à sa proximité le temps est plus lent, ralentit par la gravité. Ce phénomène vaut pour tous les corps de l'Univers, par exemple le temps sur la Lune est un peu plus rapide car celle-ci creuse un puis dans l'espace-temps plus petit que la Terre. Mais le phénomène a des proportions infimes. Dans un trou noir, plus on se rapproche de la singularité, plus le temps s'écoule lentement (qu'on ait dépassé l'horizon des évènements ou pas) et ce jusqu'à avoir atteint la singularité, où le temps s'arrête. Pour étudier la singularité, il faudrait encore se placer dans le cadre d'une nouvelle physique, encore mal définie, et qui sera sans doute l'objet du XXIe siècle : la gravité quantique.


Il existe quatre classes de trous noirs :

_ Les trous noirs primordiaux sont des trous qui existeraient depuis la formation de l'Univers. Leur présence dans le Cosmos demeure incertaine car ces trous sont de taille quantique. Ils se seraient formés dans les premiers temps de l'Univers (précisément 10-35s après le Big Bang).
_ Les trous noirs stellaires sont des trous noirs de quelques masses solaires, juste au dessus de la limite d'Oppenheimer-Volkoff. Ils sont tous dus à l'effondrement d'étoiles massives, par conséquent ils excèdent difficilement 10 Mo.
_ Les trous noirs supermassifs sont des trous noirs faisant des millions voire des milliards de masses solaires. Ils sont notamment présents au cœur des galaxies, ainsi qu'au cœur des quasars, ces galaxies très lointaines ayant pour centre un trou tellement massif que les étoiles n'orbitent qu'à des centaines de millions d'année-lumières. Du fait des possibles jets de matière qu'ils émettent, leur environnement proche est extrêmement lumineux. Bien que leur formation soit débattue, il est possible qu'ils soient issus de trous noirs stellaires très anciens et ayant accrèté de la matière. Il est également possible qu'ils se soient formé très rapidement après le début de l'Univers par de fortes densités de matière pour ensuite en accrèter, alors qu'elle était très dense alors dans le milieu stellaire.
_ Les trous noirs intermédiaires sont des trous de quelques milliers de Mo, qui ont sans doute été créés à partir des premières étoiles (population III) qui auraient pu avoir des masses extrêmement élevées.

Il y a 4 types de trous noirs qui sont définis selon deux des trois caractéristiques des trous noirs : charge électrique et moment cinétique (rotation, exprimé en kg.m2.s-1) (l'autre caractéristique étant la masse, jamais nulle). Les quatre types sont définis par la combinaison de ces caractéristiques selon qu'elles soient nulles ou non.

Les trous noirs de Schwarzschild sont les trous noirs issus de l'effondrement d'une étoile idéalisée, c'est à dire sans rotation et sans rayonnement électromagnétique donc sans charge électrique. Ce genre de trou noir ne peut exister dans la réalité qu'après un temps extrêmement long de rayonnement de Hawking (voir plus loin) car aucune étoile ne serait parfaite au poins de n'avoir ni rotation, ni charge, or celles-ci se transmettent au trou noir. Ces trous noirs disposent d'une sphère de photons instables qui chutent vers le trou noir ou qui s'en échappent, par acquisition de mouvement cinétique. Ces trous étaient utiles aux chercheurs dans les premiers temps pour idéaliser l'effondrement de l'étoile idéale, mais maintenant ils ne sont plus très utilisés, surtout qu'ils n'existe sans doute aucun représentant de ce type dans le Cosmos actuellement.

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Les trous noirs de Kerr sont les seuls présentant un intérêt astrophysique réel du fait de leur haute probabilité. Ils disposent d'un moment cinétique mais pas de charge électrique. Du fait de leur moment cinétique, ils peuvent entrainer la matière environnante en disque d'accrétion pour former un quasar (dans le cas des supermassifs). Ce type de trou noir possède une ergosphère (voir illustration), ellipsoïde de rotation virtuelle dans laquelle les particules peuvent tomber, capter de l'énergie du moment angulaire puis repartir en ayant diminué la vitesse de rotation du trou. Ce genre de trous noirs possède deux horizons : un interne, qui est le point de non-retour habituel, et un externe qui est le point que les particules légères ne peuvent franchir, sous peine d'être éjectées par la force centrifuge. Plus la rotation est rapide, et plus les deux horizons sont proches. Il est à noter que ces trous disposent de deux sphères de photons, l'une corotative (plus proche, qui orbite dans le sens du trou) et l'autre contrarotative (plus éloignée, qui orbite dans le sens contraire du trou).
Les trous noirs de Reissner-Nordström sont souvent assimilables à des trous noirs de Schwarzschild, mais ils possèdent une charge électrique. La conséquence est qu'on trouve un double horizon des évènements : l'horizon extérieur est le point de non-retour, et l'horizon intérieur est lié à la charge électrique : si la charge est identique à celle du trou et qu'elle est suffisamment forte, l'objet reste entre les deux horizons. Ce genre de trous est hautement improbable car il n'a pas de mouvement cinétique d'une part et parce que la charge électrique est vite compensée par son milieu d'autre part.


Les trous noirs de Kerr-Newman disposent des caractéristiques des trous noirs de Kerr et de ceux de Nordström, mais ils restent improbables du fait de la charge électrique qui doit normalement être compensée par le milieu.
Les trous noirs qui possèdent une rotation ne sont pas parfaitement sphériques, mais ont une forme légèrement aplatie, du fait de leur force centrifuge (comparable à la Terre).

Dans un petit trou noir, la singularité est elle aussi très petite et par conséquent l'élongation des corps à proximité (dans l'horizon ou non) est très rapide. L'horizon est proche de la singularité. Du fait de ces deux causes, les forces de marrées à l'extérieur d'un petit trou noir sont très fortes.

Un objet dans un trou noir rougit. Ceci est dû au fait qu'un photon décale son spectre vers le rouge car il est comme retenu par la gravité, et seules les petites longueurs d'ondes arrivent à échapper à une certaine gravité. Néanmoins ce phénomène vaut plus pour les étoiles à neutrons où autres corps auxquels la lumière peut échapper car un photon qui échapperait d'un trou noir (si c'était possible) serait infiniment décalé vers le rouge.

Un objet qui se rapproche d'un trou noir subit donc les forces de marrées gravitationnelles et une décalage lumineux vers le rouge : c'est la spaghettification (nommée ainsi car l'objet s'allonge comme une spaghetti).

Un trou noir rayonne toujours une forme irrégulière à une sphère en ondes gravitationnelles dont la moitié sont absorbées par le trou noir et dont le reste se propage dans tout le Cosmos. L'irrégularité vient toujours à disparaître au bout de milliards d'années. On dit que le trou noir n'a pas de cheveux : c'est le théorème de calvitie qui énonce qu'un trou noir n'a ni irrégularité ni champ magnétique car celui-ci se détache progressivement (illustration) pour donner un rayonnement électromagnétique.

Un trou noir possède une entropie directement proportionnelle à la surface de l'horizon. Le théorème qui le démontre est similaire à la seconde loi sur la thermodynamique de Planck. Cette loi énonce précisément que l'entropie est le degré de désordre (ou entropie), qui est toujours de plus en plus grand dans l'Univers. La température d'un trou noir est inversement proportionnelle à sa masse : plus le trou est grand, plus il est froid.


Ces deux valeurs (température et surface d'un trou noir ) sont directement liées par les équations S = et T = (avec h la constante de Planck, G la constante de gravitation, c la vitesse de la lumière, A l'aire de l'horizon des événements, k la constante de Boltzmann, M la masse du trou noir, T la température en K et S l'entropie du trou). L'entropie permet de retrouver l'information de ce qui a été absorbé par le trou.

Il existe ce que l'on appelle les fluctuations du vide. Ces fluctuations sont soit gravitationnelles, soit électromagnétiques. Pour expliquer ces fluctuations, il faut se placer dans le cadre de la physique quantique : imaginons le vide.
Pour simplifier, écrivons le 0. En mathématiques, 0 = 1 – 1 . En physique quantique, c'est la même chose. Pendant un instant très bref, une petite partie de l'Univers vide peut emprunter de l'énergie à une autre, toute aussi vide. On a alors, au lieu d'avoir 0 et 0 dans les deux parties, 1 et -1.
Néanmoins, les choses reviennent constamment à leur place ; à l'exception de la possibilité d'arriver à isoler ces deux zones de l'espace. En apparence, ceci est impossible, étant donné que ces fluctuations s'exercent partout dans l'Univers. D'autre part, il faut savoir qu'une onde peut parfois se comporter comme une particule et vice-versa : c'est la dualité onde-corpuscule (démontrée par Einstein grâce à son équation qui met énergie et masse en relation). La conséquence de cette dualité est que deux particules, une de matière et l'autre d'antimatière peuvent s'annihiler pour donner un photon, la particule de la lumière. Cette particule a pour particularité de n'avoir pas de masse, ni de charge, par conséquent elle est sa propre antiparticule.
Imaginons désormais qu'une partie de l'espace emprunte pour un temps infime à une autre une portion d'énergie suffisante pour faire 1 photon. Il se crée par analogie son antiparticule, un autre photon. Ainsi, on a un photon correspond à 1 et à -1. Mais ces photons sont virtuels, des ondes, destinés à se séparer pour retrouver l'état dans l'espace de 0 dans les deux régions.
À la place de ceci, à proximité d'un trou noir, la force gravitationnelle donne assez d'énergie aux deux particules pour se matérialiser au lieu de rester virtuelles. On a par conséquent 1 + 1 (puisqu'un photon est sa propre antiparticule) et donc 2 photons réels qui ont été créés. L'un tombe dans le trou et l'autre s'échappe et donne une particule réelle qui se met à exister dans l'espace, et ceci grâce aux forces de marrées gravitationnelles. Ce photon émet un rayonnement très décalé vers le rouge du fait de sa proximité initiale avec le trou noir : le spectre de cette lumière est souvent dans les rayons X ou gamma.



Les conséquences de cette fluctuation sont absolument révolutionnaires car ils annoncent qu'un trou noir peut perdre de le masse et donc par conséquent disparaître !
Ceci n'est néanmoins vrai que dans l'absolu, car la disparition d'un trou noir grâce à ce rayonnement serait bien plus longue que toute l'histoire de notre Univers. De plus, un seul atome absorbé par le trou noir met des milliards d'années à s'évaporer (on dit, faute d'un autre terme, que les trous noirs s'évaporent). Cette découverte n'affecte donc presque pas notre Univers actuel, depuis sa naissance, et sans doute pas non plus pour les prochains milliards d'années, mais d'un point de vue philosophique, ceci signifie que les seuls astres que l'on croyait éternels, les trous noirs, sont en réalité condamnés eux aussi à une fin.
Le principe d'évaporation fonctionne non seulement avec un photon, mais aussi pour d'autres particules (graviton, neutrino). Dans le cas du photon, de l'énergie est prise au trou noir pour créer la particule, or cette énergie ne se trouve que dans le mouvement cinétique du trou noir : chaque photon créé diminue donc le moment cinétique de rotation du trou. Mais l'évaporation du trou noir ne peut résider dons une simple perte d'énergie : il faut qu'il y ait une perte de masse. Et c'est le cas avec toutes les particules crées qui possèdent bel et bien une masse.
Le neutrino est un bon exemple car c'est une particule avérée (à l'inverse du graviton) et qu'il a une très faible masse : il peut par conséquent atteindre des vitesses proches de celles de la lumière et donc échapper au trou très près de l'horizon. Ce rayonnement porte le nom de ses découvreurs : le rayonnement Hawking-Bekenstein (illustration).









Étant donné qu'on a établi précédemment que la masse d'un trou noir était inversement proportionnelle à sa température, un trou noir qui se dématérialise devient progressivement de plus en plus chaud. Le phénomène est accéléré : plus le trou se désagrège rapidement, plus sa température augmente, et donc sa vitesse d'évaporation augmente.
Dans notre Univers actuel, la seule application notable du rayonnement d'Hawking est celui sur les trous noirs primordiaux : comme ils sont petits et les plus anciens de l'Univers, il est possible qu'il s'en évapore à tout moment, même si l'on en a encore jamais détecté. Cette évaporation se ferait dans un immense flash de lumière, équivalent à 1027 luminosités solaires. Il ne résulterait du trou noir que des photons ou bien des photons accompagnés de gravitons et de neutrinos.
En ce qui concerne des trous noirs plus massifs, l'évaporation serait de l'ordre de 1066 années pour les trous noirs stellaires, qui s'évaporeraient à des températures exprimées en 1012 à 1017 K ; et les trous noirs supermassifs à des températures très basses, mais supérieures au rayonnement fossile, proches de 10-15 à 10-18 K. Ces derniers trous noirs devraient s'évaporer au plus tard dans 10100ans. À ce moment, l'Univers finira sans doute ses interactions astrophysiques pour ne finir qu'avec un fond diffus de fluctuations du vide.


Le trou noir Lachésis-Atropos a une masse de 3,7 Mo, il est donc extrêmement petit pour un trou noir et est donc étroit. Il est ce que l'on appelle un trou noir stellaire : il fait partie des plus petits trous noirs. On a déjà donné son rayon comme étant égal à 11 Km.
On calcule sa circonférence : 18,5 × mLA = 18,5 × 3,7 = 64,75 Km.
Dans un premier temps, c'est un trou noir de Kerr-Newman, mais la charge électrique, qui était assez faible sur le pulsar (puisque c'était un pulsar milliseconde, la charge est forcément peu élevée), est rapidement compensée par le milieu, et notamment la charge électrique de la nébuleuse M2223, qui s'est agrandie entre-deux (en effet, la nébuleuse est devenue une nébuleuse par réflexion). À la suite de cette disparition du champ électromagnétique, le trou est un trou noir de Kerr. La période de rotation s'est accélérée dans un premier temps, du fait de la conservation du moment cinétique du pulsar Atropos, ainsi que du fait que la matière de la naine blanche Lachésis a heurté Atropos dans le sens de rotation, pour atteindre 1 000 tours par seconde. Le trou noir absorbe progressivement toute la matière du milieu, à commencer par les planètes et corps célestes restants après la supernova et le choc qui a formé le trou noir. Il absorbe également les molécules de M2223 présentes dans le milieu. Par conséquent, sa masse augmente.




Le destin du trou noir LA est celui qui attend tous les trous noirs stellaires : sa masse va d'abord augmenter, puis va décroître, sous l'effet du rayonnement d'Hawking car il n'aura plus aucune matière ou énergie à absorber et, dans 1066 années environ (unité terrestre), il disparaîtra dans un grand flash de lumière blanche, ne laissant du marque du système Atropos-Lachésis que des photons, des gravitons et autres neutrinos...



Conclusion : De nombreux corps célestes peuvent se former dans un système stellaire tels que les nébuleuses, les planètes, les étoiles, les naines blanches, les étoiles à neutrons, jusqu'au trou noir... tout dépend de la façon dont la matière est répartie. Pour abriter la vie, les conditions sont multiples : une étoile, une planète tellurique qui soit située dans la zone habitable, que les atomes de base soient présents sur cette planète, et qu'elle soit protégée de toutes les intempéries du milieu interplanétaire. Si nombreuses que paraissent ces conditions, elles ne sont rien comparées à la quantité de système stellaires existant dans le Cosmos. Ainsi les statistiques répondent à la question « Sommes-nous seuls dans l'Univers ? » non. Nous avons donc imaginé à quoi pourrait ressembler l'exovie que nous ne tarderons pas à trouver, et à quel point elle peut être différente, même dans son milieu stellaire de la notre.

[invite564ec0b5]

T'as parlé un peu trop tôt xD...
Le message était trop long du coup j'ai dû le découper.
Dîtes moi ce que vous en pensez si vous avez le courage de le lire...
Pour les étudiants qui voudraient copier, c'est une très mauvaise idée parce que vous n'arriverez jamais à le présenter.
Dans le document original, la présentation était meilleure et il y avait des tas d'images explicatives, mais j'ai pas pris le temps de toutes les reformater, mais il y en avait qui venait directement de ce forum.
Enfin, finalement merci pour tout, je pense que j'aurai une super-note.

[invite564ec0b5]

No problemo.
J'ai créé un document pdf mais sans réussir à le publier car mon adresse mail est rejetée à l'inscription pour la publication en pdf sur internet.

[Gilgamesh]

1) Les nébuleuses planétaires

Les nébuleuses planétaires n'ont en fait aucun rapport avec les planètes. Elles sont dues à l'explosion d'une petite étoile (moins de 8 masses solaires) en naine

Pour la x-ième fois, non, ce n'est pas une explosion ! C'est la dispersion de l'enveloppe en vagues successives (ventes stellaires, pulses thermiques).

blanche, ce qui forme une nova autour de la naine blanche, que l’on a confondu à une époque avec une planète (d'où le nom).

Confondu avec des disques protoplanétaires (suite à la théorie de Laplace)

3) Les nébuleuses en émission

Les nébuleuses en émission sont composées de nuages de gaz ionisé émettant divers rayonnements aux spectres variées. Les bulles de Wolf-Rayet en font partie, ainsi que les rémanents de supernovae.
On les oppose aux nébuleuses par réflexion et aux nébuleuses obscures car elles ne sont pas constituées de poussière, mais de gaz.

Toutes les nébuleuses sont composées très majoritairement de gaz (à ~99%) en masse.

La plupart de ces nébuleuses portent le nom de la forme à laquelle elles ressemblent, comme la nébuleuse de l'Amérique du nord (NGC 7000), la nébuleuse du cône (NGC 2264), ou encore M17, la nébuleuse du Cygne :
La température moyenne y est d'environ 10 000 K, ce qui justifie l'état gazeux
de la matière.

L'état partiellement ionisé (région HII).

On pense que les nébuleuses de Wolf-Rayet sont des rémanents de supernova mais à un stade plus avancé, lorsqu'elles sont déjà des nébuleuses en émission.

On parle de "bulle de Wolf-Rayet" et il s'agit plutôt, logiquement, d'un stade pré-supernovae, avec des couches éjectées illuminées par l'étoile centrale (a classer plutôt avec les nébuleuses planétaires).

La nébuleuse M2223 est un rémanent de supernova d'une masse d'environ 120 Mo. Elle donne naissance à une multitude d'étoiles et a été elle-même formée par une immense étoile.

Le catalogue Messier s'arrête à 110. Et NGC 2223 c'est un amas de galaxie. C'est quoi ton objet ?

[invite564ec0b5]

Ca fait pas mal de réponses à donner, je les fais dans l'ordre :

la partie sur les nébuleuses planétaires, ce n'est pas moi qui l'ai faite (c'est une des seules d'ailleurs), mais je suis repassé derrière et tu remarqueras que ce n'est pas marqué "c'est", mais "elles sont dues à"

même réponse pour planète-disques protoplanétaires

pour ce qui est de la différence entre gaz et poussière en masse, je n'ai fait que suivre les définitions que j'ai trouvé sur les nébuleuses et les nébuleuses en émission

j'avais à l'origine marqué que les gaz étaient à l'état ionisé, mais comme je n'avais pas envie de me prendre des questions sur les ions par les examinateurs, j'ai un peu modifié

à la base j'avais toute une sous partie sur les bulles de Wolf-Rayet, mais comme il ne s'agit pas de modéliser une de ces nébuleuses, je l'ai enlevée sur conseil de mes profs

"mon" objet M2223 est bien une nébuleuse t'inquiète pas, mais comme ça n'en est pas une réelle et que ça faisait bien d'utiliser le catalogue de Messier pour la nommer, je lui ai donner un nom en M(quelque chose) et comme une M111 et plus pourrait être découverte à tout moment, j'ai préféré utiliser un nom libre pour tout le siècle prochain

J'ajoute à tout ça que mes profs m'ont exhorté à raccourcir au minimum pour n'avoir presque rien qui soit de la description, et un maximum de modélisation...

[Gilgamesh]

Pour le catalogue Messier, il est clôt depuis 1784, donc 111 c'était pas mal en fait

a+

[invite564ec0b5]

xD d'accord je savais pas qu'il y en avait d'autres, et seulement 110 nébuleuses découvertes, ça me paraissait bizarre aussi...

[invitea29d1598]

salut,

quelques commentaires en passant...

III) La mort d'Atropos

A) Supernova

Le schéma ci-dessous illustre le corps restant d'une étoile après sa mort selon sa masse. Quelques traductions de l'anglais : « neutron star » signifie « étoile à neutrons » ; BH ou « Black Hole », « trou noir » ; « white dwarf », « naine blanche » ; « SN » est l'abréviation de « supernova » ; « fallback », « effondrement » ;

fallback c'est pas effondrement... y'a pas un mot seul qui convient... ça serait par exemple plutôt "matière retombant"... m'enfin faudrait que je vois la figure pour être sûr...

« H envelope », « enveloppe d'Hydrogène ». On constate que lorsque masse totale de l'étoile est d'environ 25 Mo (soit très légèrement plus qu'Atropos), l'étoile s'effondre obligatoirement en trou noir. Cette masse correspond donc à une masse du cœur de 3,3 Mo. En effet, il existe une limite, dite d'Oppenheimer-Volkoff, qui détermine le destin d'une étoile. Si la masse du cœur de celle-ci est supérieure ou égale à 3,3 Mo, elle finira forcément en trou noir.

c'est plus compliqué que ça... la masse de OV n'a pas grand chose avoir avec le coeur qui n'est pas un objet relativiste

deux paramètres majeures

majeurs

Une supernova est une explosion qui peut notamment intervenir lors de la mort d'une étoile massive dépassant la limite de Chandrasekhar.

non... on a un effondrement gravitationnel potentiellement suivi d'une supernova gravitationnelle (Ib,Ic ou II) après que la masse du coeur de fer ait dépassé cette limite

Cette limite, fixée à 1,44 Mo définit une masse au-delà de laquelle une étoile explosera (ou implosera) en supernova pour ensuite devenir une étoile à neutrons ou un trou noir.

la valeur précise dépend de la métallicité de l'étoile... et encore une fois, c'est la masse du coeur qui compte

_ L'effondrement gravitationnel d'une étoile massive : cet événement a lieu dans toute étoile dépassant la limite de Chandrasekhar

même remarque...

Lorsque l'étoile arrive à la fusion de fer, le noyau atomique le plus stable, elle commence à consommer de l'énergie au lieu d'en produire.

non... elle accumule le fer dans son noyau... elle produit toujours de l'énergie grâce à des réactions impliquant les autres éléments [et produisant entre autres du fer]

Par conséquent au moment où le cœur de l'étoile a entièrement fusionné en fer, l'étoile n'a plus d'énergie générant la pression de radiation suffisante au maintient des couches supérieures qui vont alors venir écraser le cœur.

non... c'est quand la masse du coeur de fer [qui grossit au fur et à mesure] dépasse la masse de Chandra que ce même noyau s'effondre sous son propre poids... ce qui se passe autour n'importe pas tant que ça à ce moment-là

Celui-ci se comprime alors et les noyaux de fer se dissocient, les électrons s'écrasent sur les noyaux pour former avec les protons de nouveaux neutrons (par le principe inverse à la désintégration bêta).

ce ne sont pas tous les electrons qui le font

Ce nouveau cœur de neutrons, beaucoup plus compact, est alors capable de résister à la compression des couches externes par la pression de dégénérescence quantique ce qui arrête brutalement leur effondrement.

non... l'effondrement s'arrête quand le coeur [composé de neutrons, protons et électrons] a atteint une densité de l'ordre de celle des noyaux et qui correspond à une distance entre nucléons à laquelle l'interaction forte devient répulsive. C'est l'interaction forte qui est responsable du rebond, pas la pression de dégénérescence qui est secondaire dans l'histoire même si elle aide aussi un peu

En effet, les neutrons s'associent par paires et produisent une pression de dégénérescence très importante, qui, ajoutée à la force nucléaire, résiste à la pression.

la formation de paires n'a rien à voir ici... et elle arrive bien plus tard quand l'étoile à neutrons est devenue beaucoup plus froide

Il ne reste alors qu'un rémanent de supernova et le cœur de neutrons, appelé étoile à neutron.

l'étoile à neutrons n'est pas composée que de neutrons

Atropos donne alors lieu, en raison de sa masse importante (son cœur fait 3,2 Mo) à une supernova. Un cœur de fer se forme, conformément au mécanisme décrit ci-dessus. Atropos n'a plus de source d'énergie générant une pression de radiation suffisante pour soutenir ses couches supérieures, qui écrasent alors son cœur.

non, c'est le coeur de fer qui s'effondre tout seul comme un grand quand il depasse la masse de Chandra

Elle suit alors le principe de formation des étoiles à neutrons décrit précédemment. Lors de cette implosion, notre étoile libère les éléments chimiques qu'elle a synthétisé

synthétisés

La toute proche LAa est entièrement détruite, balayée par les couches extérieures de la supernova propulsée

propulsées

De fait, les Aminci restants, qui avaient réussi à se protéger des rayons en se terrant dans les sous-sols de Clotho et des autres lunes de LAb moururent tous du fait des rayons gamma pour les uns, des rayons ultraviolets que Lachésis continuait d'émettre et qu'aucune couche d'ozone ne protégeait plus à présent pour d'autres, d'autres encore moururent de faim, et les derniers, ayant subi de fortes mutations génétiques, finirent par mourir de froid, du fait que la source de chaleur qu'était Atropos s'était tarie.

resterait à vérifier aussi ce que donnent tous les neutrinos émis par la supernova... car ils sont nombreux donc peut-être dangereux...

La masse d'Atropos est alors de 3,2 Mo, soit la masse initiale du cœur de l'étoile, donc en dessous de la limite d'Oppenheimer-Volkoff, c'est pourquoi elle ne s'effondre pas en trou noir.

les étoiles à neutrons ont plutôt des masses de l'ordre de 1,4 masse solaire, ce qui correspond grossièrement à la masse du coeur de fer quand il s'effondre. La plus massive connue à ce jour doit tourner autour de 1,8. Mais la masse maximale n'est pas la masse de OV car cette dernière est une grandeur théorique calculée pour une boule de neutrons dégénérés, ce que n'est pas une étoile à neutrons : la masse maximale de celle-ci dépend avant tout des propriétés [assez mal connues} de l'interaction forte à haute énergie.

Le nouveau pulsar conserve son mouvement de rotation de son étoile initiale, sauf que celui-ci est appliqué à un rayon bien plus petit.

c'est le mouvement du coeur surtout

Le pulsar Atropos est en rotation très rapide à 400 tours par seconde (400 Hz), ceci est dû à sa très petite taille ce qui le rend moins sujet aux forces centrifuges et à la conservation de son mouvement cinétique.

ça veut pas dire grand chose... la vitesse de rotation est grande car la taille a diminué alors que le moment cinétique total se conservait (grossièrement)

Étant donné qu'il est de très petite taille et que sa masse est de 3,2 Mo, on en déduit que sa densité est extrêmement forte. soit un tour toutes les 2,5 millisecondes.

rapport entre la densité et la vitesse de rotation ?

Son champ magnétique approchant les 104 teslas, ce qui est proportionnel à sa vitesse de rotation.

le champ magnétique n'est ni de 104, ni de 10^4 teslas et n'est aucunement relié à la vitesse de rotation...

Par émission d'ondes gravitationnelles dues à sa rotation élevée (voir la partie consacrée aux cheveux sur les trous noirs), son mouvement de rotation ralentit progressivement, jusqu'à devenir une étoile à neutrons, avec une rotation beaucoup plus lente.

non... les OG n'ont rien à voir avec ça... ce qui ralentit le pulsar c'est l'émission d'ondes électromagnétiques

B) Naine blanche

À l'instar d'Atropos, le cœur de notre géante rouge s'effondre alors que ses couches externes « rebondissent » violemment sur la surface très dense,

y'a pas d'histoires d'effondrement et de rebondissement pour la formation de la naine blanche

Le cœur s'effondre sur lui-même sous l'effet de la gravitation. En conséquence, sa taille diminue et sa densité se mettent à augmenter fortement.

non, non, il est là sagement... les couches externes l'abandonnent tout simplement

Le terme « dégénéré » vient de la pression de dégénérescence. Pour expliquer cette pression, rappelons que la gravité tend à toujours rapprocher les éléments entre eux, mais que les solides compactes

compacts

Selon les lois de la physique quantique, quand ils sont confinés dans de trop petits espaces, ils s'associent par paires, sans plus tourner autour de leurs noyaux respectifs. Ils résistent alors à la pression et maintiennent la pression de dégénérescence qui empêche la naine de s'effondrer complètement (voir schéma).

non, pas de formation de paires pour avoir de la pression de dégénérescence

V) Le sort du système Lachésis-Atropos

(...)

Un bras en spirale de gaz s'est accumulé entre les deux étoiles, il est dû d'une part au regroupement entre Lachésis et l'étoile à neutron

neutrons

que dans les derniers millions d'années de vie de Lachésis. La forme de spirale est causée par la révolution de Lachésis autour d'Atropos, qui demeure. L'effet gravitationnelle

gravitationnel

les deux étoiles sont distantes d'encore 5 al, soit la moitié de la leur distance de base.

la leur ?

Il faut noter que même si la force gravitationnelle d'Atropos continue à dominer, celle de Lachésis quand elle est encore étoile s'exerce fortement car Atropos n'est que 4 fois plus lourde que Lachésis.

lourde n'est pas la même chose que massive

Les deux étoiles sont à ce moment là assez proches, et Atropos est devenu ce que l'on appelle un micro-quasar entre-temps :

pas nécessairement... le micro-quasar est un cas particulier

la matière de Lachésis arrachée est venue former un disque de gaz autour d'Atropos, rappelant ainsi la forme d'un quasar.

c'est la ressemblance spectrale qui veut le nom, pas la "forme"

Le disque est un disque d'accrétion, comme le disque proto-solaire, à la différence majeure qu'il est peu étendu, et s'écrase lentement sur l'étoile à neutron,

neutrons

augmentant ainsi sa masse et son instabilité. En effet, l'étoile à neutron Atropos est très proche de la limite Oppenheimer-Volkoff , et elle est donc très instable et une légère variation de masse pourrait la faire s'effondrer en trou noir.

vaut mieux parler de masse max que de masse de OV, cf. remarque précédente

On a ci-dessus la représentation des puits gravitationnels de Lachésis et d'Atropos alors qu'ils se sont tous deux effondrés et fortement rapprochés. La dimension plane est notre espace et la verticale est l'hyperespace.

non... la verticale n'est pas physique. Elle est mathématique et illustre la courbure.

Ces ondes sont produites par tout mouvement, notamment de rotation, mais elles sont habituellement très faibles.

non, pas n'importe quel mouvement et certainement pas de rotation seule. On a des OG ici car on a rotation d'un système qui n'est pas axisymétrique [le système binaire]. Une étoile isolée en rotation est axisymétrique et n'émet pas d'OG

Lorsque deux trous noirs

quels deux trous noirs ?

se rapprochent pour n'en former plus qu'un, les ondes gravitationnelles produites sont très fortes à cause des masses très importantes des trous noirs

ce n'est pas la masse mais la compacité [rapport masse/rayon] qui compte

Ces ondes modifient la valeur de la force des interactions gravitationnelles et électromagnétiques dans tout le Cosmos, mais à une échelle infime.

ce sont des ondes du champ de gravitation. Elles n'influencent donc que celui-ci et pas le champ EM

Ces ondes fonctionnent dans le sens inverse des forces de marrées, mais c'est le même principe : les ondes produisent un léger écrasement dans le plan et une élongation dans la verticale, perpendiculaire du plan (illustration ci-dessus : les effets de marrée).

marée... suis pas certain de la justesse de l'explication , mais sans figure...

Ci-dessus on voit les ondes gravitationnelles produites par deux trous noirs sur le point de fusionner.
Rappelons que la naine blanche avait une masse de 0,5 Mo et que le pulsar en avait une de 3,2 Mo, on en déduit qu'après la collision, comme il ne devrait pas y avoir de perte de masse, la masse de l'objet final est de 3,7 Mo.

il y a perte de masse car de l'énergie est émise sous diverses formes [dont des OGs]

Une supernova thermonucléaire aurait pu avoir lieu, néanmoins la gravité des deux astres était trop forte pour permettre la libération de particules dans le milieu.

La pression de dégénérescence des électrons et des neutrons (Lachésis et Atropos) ne résiste pas à l'immense gravité situé dans le centre de gravité des deux astres. Un nouveau corps à peu près sphérique et en constant effondrement sur lui-même apparaît alors. Il s'effondre jusqu'à ce que les électrons de la naine blanche soient convertis en neutrons comme dans l'effondrement d'une étoile vers l'étoile à neutron ; et, à ce point, l'interaction forte, habituellement attractive, devient répulsive. Ceci renforce la pression qui résiste à l'effondrement, mais sans succès.

là c'est de la SF... si tu mets deux objets pareil ensemble, tu formes jamais un objet sphérique... et y'a pas d'électrons convertis en neutrons...

À ce stade, la densité est de 2.1015 g.cm-3. L'effondrement se poursuit, et la force gravitationnelle vainc l'interaction forte au sein même des noyaux,

non, á l'échelle des noyaux tout va bien... c'est globalement que la gravitation gagne

suite un autre jour

[Calvert]

Salut !

Quelques petites remarques en passant vite (en plus de celles de Rincevent) :

1. 10 années-lumières de séparation, c'est pas un système binaire ! C'est énorme. L'étoile la plus proche du Soleil est en gros à 5 années-lumières, par exemple.

2. La possibilité de formation de planètes autours d'une étoile massive me semble utopique : le temps de vie d'une telle étoile (8 millions d'années, ici), est 2-3 fois plus court que le temps de formation des planètes dans le paradigme standard (les disques protoplanétaires ont une durée de vie de l'ordre de 20 millions d'années, de tête). Un éventuel disque protoplanétaire autour d'une telle étoile serait de plus vraisemblablement très vite évaporé à cause de l'énorme rayonnement de l'étoile.