Bonsoir,
L'espace n'est pas totalement vide de matière . Comme il existe une densité de matière même très faible, une explosion d'étoile peut elle être accompagnée d'un son ?
De manière générale, quelles ondes sont émises lors d'explosions d'étoiles ? Quelles particules sont émises ?
Quelles sont les conditions pour qu'une étoile explose ?
Merci.
Dans le vide on peut considérer que le gaz à une température constante (il met d'autant plus de temps à rayonner et refroidir qu'il est peut dense, car ce sont les chocs qui sont dissipatifs).Envoyé par sarko piment
Le son a la nature d'une pression, et la pression est directement proportionnel à la densité de particule, à température égale.
Donc pour une coquille de gaz d'épaisseur égale s'expansant dans le vide, l'intensité sonore doit diminué avec la densité qui elle même diminue avec la surface de la coquille, soit un truc en R-2 a priori.
Bien entendu, pour percevoir le son de l'explosion, il faut être sur place, au sein même de la coquille de matière en expansion, sinon on ne perçoit rien.
L'enveloppe des surpenova est formé d'un plasma très chaud (des millions de K) et très turbulent. Il accélère en son sein des particules selon un processus de "ping pong" magnétique (mécanisme de Fermi) qui génère un flot de particules de très hautes énergies, jusqu'au niveau du "genou" dans le spectre des astroparticules soit dans les 1016 eV. Ce sont essentiellement des protons, puis des particules alpha et de noyaux lourds formés lors de l'explosion.
Les conditions pour qu'une étoiles explose sont que soit le coeur de fer de l'étoiles par effet de la combustion interne (SN gravitationnelle) soit l'étoile toute entière, la naine blanche, par apport de matière externe (SN thermonucléaire) atteigne la masse de Chandrasekhar.
a+
Parcours Etranges
Bonsoir,
Merci pour votre réponse. Toutefois, je ne comprends pas le passage suivant :
[I]Les conditions pour qu'une étoiles explose sont que soit le coeur de fer de l'étoiles par effet de la combustion interne (SN gravitationnelle) soit l'étoile toute entière, la naine blanche, par apport de matière externe (SN thermonucléaire) atteigne la masse de Chandrasekhar.[/I]
Pouvez vous me l'expliquer ? Merci.
Si l'astre se contracte, sa densité augmente ce qui est logique. Les force de gravité P qui compriment l'astre sont proportionnelle au carré de la distance qui sépare chaque particule de l'astre de toutes les autres. P ~ M/R2. Si le rayon se contracte, en plus d'y avoir plus de matière dans un plus petit volume (M augmente), cette matière s'attire plus fortement encore qu'avant (1/R2 augmente). Il faut que la pression de la matière réagisse suffisamment à cette augmentation de densité pour que l'astre reste stable (cad stoppe l'effondrement).
Dans les deux cas le déclenchement de l'explosion est lié à l'instabilité de la matière vis à vis de perturbation dans laquelle la pression varie en fonction de la densité.
P ~ rhoy (variation "polytropique")
Si y (gamma) est trop faible, cad que la réaction de la pression en fonction de l'augmentation de la densité est trop "molle" ça ne tient plus et l'effondrement s'amplifie.
Le calcul montre que si y < 4/3 l'astre s'effondre.
Dans le premier cas (SN gravitationnelle), la poursuite des réaction nucléaire dans le coeur de l'étoiles forme des noyaux jusqu'à épuisement de l'énergie potentielle nucléaire qu'ils contiennent. Le coeur en grossissant forme une masse qui même si elle se contracte ne génère aucune réaction nucléaire.
Il faut considérer que la pression à très haute température est dominée par les photons (la pression de radiation est en T4 tandis que la pression mécanique est en T3).
Plus exactement, la pression de radiation est en P=aT4/3 tandis que la densité d'énergie en U=aT4. Pour un gaz parfait d'indice adiabatique constant U=P/(y-1). On trouve que le y des photon est précisément égale à ce fameux 4/3. Un mélange de photon et de matière dominé par les photon est donc proche du seuil critique y~4/3, donc sur le fil du rasoir.
La matière dissipe énormément d'énergie sous forme de neutrinos si la densité atteint un stade où les protons se neutronisent en réagissant avec les électron. Le refroidissement neutrinique et la disparition d'un grand important d'électron fait chuter la pression.
Les très hautes températures (dans les 2 GK) du coeur sur le point de s'effondrer impliquent également que les photons thermiques ont assez d'énergie pour causer la photodésintégration des noyau de fer en noyau d'He. Cette réaction endothermique soustrait de l'énergie au milieu et limite la croissance de la pression avec la densité.
Et enfin toujours du fait des très haute températures, l'énergie des photons peut devenir suffisante pour provoquer la création de paire électrons - positons (2 * 550 keV). Cette énergie là (mc2) est dépourvue d'impulsion contrairement aux photons et paf, cela grève la pression encore.
La pression ne devient suffisante pour résister à l'effondrement que quand les neutron deviennent jointif et résistent alors violemment à l'effondrement. Dans l'intervalle une étoile à neutron c'est formée.
Pour les naines blanches (SN thermonucléaire), l'instabilité est du au fait que le gaz relativiste à une pression qui dépend de la densité mais peu de la température. L'effondrement provoque l'augmentation de la température au sein de la matière combustible (CO) et vers 500 MK on a ignition du carbone, favorisée par les hautes densités (rho > 1012 kg/m3). La chaleur produite élève encore la température. Cela ne se traduit pas par une dilatation qui diminuerait la température, les réactions s'emballent et la flammes thermonucléaire traverse l'étoiles en quelque seconde, provoquant sa combustion quasi complète avec formation de 0,6 masse solaire de 56Ni environ (le reste en Na, Si, et autres noyau plus légers).
a+
Dernière modification par Gilgamesh ; 16/05/2009 à 00h15.
Parcours Etranges
Bonjour,
Je détourne un peux la question,
Gilgamesh, tu parle d'un plasma très chaud (des millions de K) et très turbulent.
Si un vaisseau spatial, ou plus réaliste une météorite, le rencontre, serai t'il vaporisé?
Je pensé que l'espace était très froid ?
Ce qui brule, ce n'est pas la température, mais la chaleur.
La température c'est l'énergie cinétique moyenne des particules dans l'enceinte. La chaleur c'est la quantité d'énergie totale que contient l'enceinte. C'est donc simplement le produit de la température par le nombre de particules dans l'enceinte.
La température d'un nuage de gaz dans l'espace peut donc être très élevée : vu qu'il est ultra raréfié, la chaleur sera infime.
Un gaz très chaud dans l'espace ne peut perdre d'énergie qu'en rayonnant. Pour rayonner, il faut des chocs inélastiques. Dans un choc élastique les deux particules se heurtent et rebondissent simplement sans perdre de vitesse. Dans un choc inelastique un photon est émis. Plus un choc est violent, plus il a des chance d'être inélastique. Mais il faut des chocs. Sinon, la particules continue sur son erre et son énergie ne varie pas. Dans un gaz ultra raréfié les chocs sont rares et le gaz à du mal à rayonner il conserve donc sa température très longtemps.
Une bulle de gaz à 10 millions de K dans l'atmosphère, c'est par exemple ce qui se déroule dans une explosion nucléaire. L'atmosphère terrestre est très dense (1025 m-3), elle refroidit donc très vite et en qq millisecondes sa température est descendu à qq milliers de K.
Alors que l'enveloppe des supernova, qui se raréfie au fur et à mesure de son expansion peut conserver une température très élevée pendant des milliers d'années.
Voila en gros le principe. Maintenant dans le cas de la SN, très près de l'explosion, la chaleur sera très grande parce que et la densité, et la température seront élevés. Donc il vaut mieux ne pas roder dans les parages évidemment. Mais assez rapidement la densité va décroitre et tu pourra t'aventurer dans le gaz ultrachaud sans être vaporisé. Par contre, ce sera un milieu hyperaggressif du point de vue du rayonnement, l'espace sera remplies de particules très énergétiques et tu as intérêt d'être protégé par un épais bouclier.
a+
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