étoiles étranges

[invite0e75c5ca]

Bonjour!


J'ai entendu parler des étoiles étranges, objets hypothétique fait de quarks . Si celles-ci existaient, quelles seraient leur propriétés, caractéristiques, forme,...? Pourrait-on les observer?
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[Calvert]

Si celles-ci existaient, quelles seraient leur propriétés, caractéristiques, forme,...

Déjà pour les étoiles à neutrons, la connaissance de l'équation d'état est pas terrible terrible. Alors pour une étoile de quark, je n'ose pas trop imaginer.

[invitea29d1598]

Déjà pour les étoiles à neutrons, la connaissance de l'équation d'état est pas terrible terrible.

bah en fait à basse densité, si, c'est pas mal contraint. C'est juste pour les plus massives [dont le coeur atteint des densités plusieurs fois égales à celle des noyaux atomiques massifs] que ça devient très "freestyle"...

Alors pour une étoile de quark, je n'ose pas trop imaginer.

bah en fait, c'est au contraire un peu moins "freestyle" [même si ça reste tellement freestyle que beaucoup de pros du domaine doutent de leur existence] parce qu'en ayant dit que tu as des quarks, tu élimines les condensats de pions, les cristaux de kaons et autres trucs exotiques...

pour résumer sur les étoiles de quarks (SS pour faire court ), on aurait grossièrement les choses suivantes (qui les opposent aux étoiles à neutrons, NS pour faire court):

- composition probable, un mélange de quarks up, down et strange [qui leur donne leur nom]

- densité presque constante dans toute la bête, même vers la surface où elle est possiblement finie (et non nulle), l'équation d'état étant telle que pression nulle ne signifie pas nécessairement densité nulle [c'est relié à la propriété de confinement des quarks dans les hadrons]

- pas de masse minimale car c'est l'interaction de couleur qui donne la cohésion, pas la gravitation

- pour une NS de même masse, rayon plus petit [c'est en se reposant sur cet argument que la NASA avait prétendu qu'un truc observé était une SS et pas une NS... le problème étant que les barres d'erreur sur le rayon étaient telles qu'il est honnêtement impossible de juger]

- possiblement un coeur [voire toute l'étoile] dans un état de "supraconductivité de couleur" où les quarks se mettent en paires de Cooper colorées et tombent dans un état cohérent... c'est cet éventuel état supraconducteur qui reste très ouvert puisque plusieurs façons de former des paires sont possibles...

- possiblement une "écorce" très légèrement séparée du noyau de quarks et formée de noyaux atomiques. Cette hypothèse semble maintenant moins avoir le vent en poupe...

bref...

[Calvert]

- pas de masse minimale car c'est l'interaction de couleur qui donne la cohésion, pas la gravitation

Cette remarque m'interroge. Quelles sont les conditions de densité pour arriver au mélange de quarks en question? Comment se forme-t-il? (Car, s'il n'y a pas de masse minimale, j'imagine que l'on doit bien a un moment donné dépasser le stade étoile à neutrons,et poursuivre la condensation)

Le rayon de telles bestiaux doit être terriblement proche du rayon de Schwarzschild, non?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea29d1598]

Cette remarque m'interroge. Quelles sont les conditions de densité pour arriver au mélange de quarks en question?

grossièrement les mêmes que pour arriver au plasma de quarks-gluons.

Comment se forme-t-il?

en astro c'est envisagé comme un truc possible au coeur des effondrements gravitationnels si la densité atteinte est suffisante [pour la température qui y règne]. Les conditions sont très proches de celles pour la formation d'une NS, faut juste une densité un tantinet plus élevée [on envisage par exemple aussi des scenarios dans lesquels une NS deviendrait une SS suite à une accrétion lente qui ferait croître sa densité centrale et provoquerait une transition de phase de la matière nucléaire]

(Car, s'il n'y a pas de masse minimale, j'imagine que l'on doit bien a un moment donné dépasser le stade étoile à neutrons,et poursuivre la condensation)

là je comprends pas ce que tu veux dire... mais ça me pousse à faire une remarque : quand je dis pas de masse minimale, c'est pas de masse minimale en dessous de laquelle l'objet devient instable [contrairement aux étoiles à neutrons qui si elles sont pas assez massives ne peuvent pas être liées par la gravitation et "s'évaporent"], cela ne veut pas dire qu'après une SN gravitationnelle tu peux observer une étoile étrange de n'importe quelle masse. C'est plutôt que, sur le papier, tu as un "passage continu" de l'étoile étrange à la "strangelet" [petite boule de matière étrange] qui peut aussi être vue comme une boule de plasma quarks-gluons.

Le rayon de telles bestiaux doit être terriblement proche du rayon de Schwarzschild, non?

pour une étoile d'1,4 masse solaire (typique donc), le rayon sera grossièrement le double du rayon de S alors que pour une étoile à neutrons de même masse on aura plutôt un truc plus proche d'un facteur 3 [enfin, tout ça dépend de l'équation d'état qui reste très mal connue comme tu le disais justement]. Pour voir ce que donne la relation masse/rayon (et comment se manifeste l'absence de masse minimale), regarde par exemple la figure 4 de cet article... où tu verras d'ailleurs que les gens envisagent aussi d'autres trucs plus exotiques... l'histoire des pentaquarks [qui n'existent peut-être pas finalenent] avait par exemple inspiré des astrophysiciens pour faire des trucs "exotiques" avec les quarks...

[Calvert]

là je comprends pas ce que tu veux dire... mais ça me pousse à faire une remarque : quand je dis pas de masse minimale, c'est pas de masse minimale en dessous de laquelle l'objet devient instable [contrairement aux étoiles à neutrons qui si elles sont pas assez massives ne peuvent pas être liées par la gravitation et "s'évaporent"], cela ne veut pas dire qu'après une SN gravitationnelle tu peux observer une étoile étrange de n'importe quelle masse. C'est plutôt que, sur le papier, tu as un "passage continu" de l'étoile étrange à la "strangelet" [petite boule de matière étrange] qui peut aussi être vue comme une boule de plasma quarks-gluons.

OK, je ne l'avais pas compris comme ça (j'avais saisi qu'il n'y aurait pas de "frontière" entre la NS et l'étoile étrange, et donc qu'à une masse donnée, les deux populations pourraient cohabiter; ce qui perturbait ma vision des choses (qui n'est de loin pas infaillible)). Comme ça, ça me plaît plus.

Merci pour la référence, j'y jetterai un oeil demain!

[inviteb330af05]

Salut
Je reviens vers B.Le progressiste, pour lui dire ce que j'ai compris sur cet état de la matière.
Après ma lecture de beau Luminet ,le livre pas JP quoique...
La matière étrange est un exemple de ce que les chercheurs appellent "matière exotique" ils pensent malgré tout qu'elle existe pour les raisons suivantes:
Il y a probablement de l'espace entre les quarks composant un noyau lourd, d'où l'idée d'un mouvement des quarks dans ce noyau et une possible réduction de cet espace. Au dessus de 3 X 10^14g/cm^3, donc grosse densité les quarks peuvent se mettre à nu.
Ils spéculent donc sur l'existence d'une matière étrange non plus composé de nucléon (étoile à neutron) mais de cette matière (étoile étrange).
Pourquoi "étrange" parce que a très haute densité les quarks u et d ne peuvent former une association stable il faut un quark étrange.
Maintenant on peut imaginer l'effondrement gravitationnel d'une étoile ,Luminet que je viens de lire nous dit de plus de 15Ms (masse solaire), le coeur de cet endroit pourrait réunir les conditions pour "déconfiner" les quarks et donner naissance à de la matière étrange.
Notre soleil condensé de cette manière ferait entre 10 et 20km de diamètre.
L'effondrement d'une étoile à neutron est aussi un endroit où l'on pourrait trouver cette matière.
Si il y a accrétion cela finira de toute façon par un trou noir....

[invite0e75c5ca]

Salutation!

Je vous remercie pour ces explications qui m'ont permises de mieux appréhender l'étoile étrange. Quant à la possible existence de ce type d'étoile, "comment dire ce qui est impossible puisque le rêve d'hier est l'espoir d'aujourd'hui et la réalité de demain."