flash gamma et trou noir

[Thomas markley]

bonjours,

je lisait deux ou trois truc sur wikipédia a propos des flash gamma.

j'aimerais savoir un trou noir composé d'une grosse soupe de quark au gluon compréssé, peut-il a un moment donné suite, par exemple au fait d'avoir avallé une etoile, pasé un stade ou la gravitation après broyé les protons, les neutron, finirais par broyer les quark et les gluon, en les transformant en photon gamma. les photons n'ayant pas de masse, il n'y a plus de gravité, et toute la lumière s'échappe en un clin d'oeil intergalactique. en un gigantesque et surpuissant flash gamma.

est-ce un scénario crédible?? pour els flash gamma de courte durée, et en gros, il y a t-il une limite maximale a ce que pourrait endurer toute matière avant d'être transformer en lumière??

merci ...
-----

[invitee57d2d28]

j'aimerais savoir un trou noir composé d'une grosse soupe de quark au gluon compréssé

d'où tiens tu ça ? On ne sait pas vraiment comment la matière est distribuée au delà de l'horizon d'un trou noir.

peut-il a un moment donné suite, par exemple au fait d'avoir avallé une etoile, pasé un stade ou la gravitation après broyé les protons, les neutron, finirais par broyer les quark et les gluon, en les transformant en photon gamma. les photons n'ayant pas de masse, il n'y a plus de gravité, et toute la lumière s'échappe en un clin d'oeil intergalactique. en un gigantesque et surpuissant flash gamma.

un trou noir c'est un trou noir, la RG dit que la masse courbe l'espace-temps, et donc un photon, masse ou pas, ne peux que suivre sa géodésique qui mène vers la singularité, donc il n'en sort rien (à part la radiation Hawking).

[Thomas markley]

d'où tiens tu ça ? On ne sait pas vraiment comment la matière est distribuée au delà de l'horizon d'un trou noir.

ben, j'dis ça comme ça, il semble il y avoir comme une suite logique a la désagrgation de la matière par la pesanteur, j'ai lu que certains posait des étoiles a neutron faite d'une soupe de quark, ou quelqueschose comme ça...
mais ce qui est certain c'est que pour qu'il est trou noir, il faut que la masse se conserve sous une forme matérielle...

un trou noir c'est un trou noir, la RG dit que la masse courbe l'espace-temps, et donc un photon, masse ou pas, ne peux que suivre sa géodésique qui mène vers la singularité, donc il n'en sort rien (à part la radiation Hawking).

pareil que toi un trou noir c'est un trou et ça n'existe que si il y a de la masse pour courber l'espace autour d'elle.

les photon gamma n'ont pas de masse, comme tout les photons, il ne courbe pas l'espace, de fait, si le trou noir deviens trop lourd, la matière peu peut-être etre désagrégé au point de se transformer en photon... et qui dit pas de masse, pas de gravité,et pas de gravité pas de courbure de l'espace... toute l'energie du trou noir deviens soudainement visible..

ça fait un peu hollywood, mais bon big badaboum

[invitee57d2d28]

les photon gamma n'ont pas de masse, comme tout les photons, il ne courbe pas l'espace

et l'équivalence masse énergie ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

bonjours,

je lisait deux ou trois truc sur wikipédia a propos des flash gamma.

j'aimerais savoir un trou noir composé d'une grosse soupe de quark au gluon compréssé, peut-il a un moment donné suite, par exemple au fait d'avoir avallé une etoile, pasé un stade ou la gravitation après broyé les protons, les neutron, finirais par broyer les quark et les gluon, en les transformant en photon gamma. les photons n'ayant pas de masse, il n'y a plus de gravité, et toute la lumière s'échappe en un clin d'oeil intergalactique. en un gigantesque et surpuissant flash gamma.

est-ce un scénario crédible??

Au final, il y a bien disparition de quarks. Mais on ne "broit" pas des particules, c'est pas la bonne image. On les remonte d'un puits énergétique, on leur apporte de l'énergie pour leur permettre de vivre une vie libre, mais la gravitation les place côte à côte, de sorte qu'elle forme un plasma dense. C'est l'énergie de la gravitation qui est transférée à l'état des particules, qui sont donc à très haute énergie, mais elles sont dans cet état "hyper libre" très proches les unes des autres.

En cet état elles réagissent pour rediffuser l'énergie transmise sous forme de photons, de neutrinos ou d'onde gravitationnelles. Dès qu'elles ont transmis assez d'énergie pour se réassembler, ben il se réassamblent, pour former des pions (pi-, pi+, p0), qui à leur tour se désintègrent pour former des photons, des muons et des neutrinos.


Bon, ce scénario ne reproduit pas du tout les sursauts gamma. Disons : il a lieu, mais les énergie en jeu dépasse ce que ce scénario devrait produire.

Les modèles de sursaut gamma qui commencent à former consensus font intervenir des particules relativement plus liées que ce qui précède (des protons), mais animées de vitesse très grandes. Les vitesses communiquées, toutes relativistes (c'est à dire à quasi-c : 0,9, 0,95, 0,99, etc), diffèrent assez entre elles pour qu'il se produise des carambolage dans le jet, à des vitesse relative (dans le référentiel de chaque particule) très élevées. Comme ce sont des particules chargées (proton et éléctron) ces très fortes décélérations produisent des émission électromagnétiques très intenses.

Et cela se combine probablement avec l'émission de pi+/-0 et avec l'effet Compton inverse (un électron qui percute un photon et lui fournie une forte énergie).

a+

[Thomas markley]

pas trop clair ton exposé gilgamesh, enfin pour moi...

quelques questions simple ;o)

y'a t il besoin d'un trou noir pour avoir un sursaut gamma??

je pensais que les sursaut long pouvais etre lié a l'effondrement d'une étoile supermassive et d'un dégagement de gamma progréssif pendant l'effondrement de l'etoile.. le fait d'etre supermassive et lié a la vitesse d'effondrement font que la matière au lieu de passé par l'etat trou noir se volatilise completement, et passe un seuil de cohérence propre, il ne reste lus que des gamma (je trouvais ça cohérent cet histoire de seuil avec mon premier scénar)

sinon
quel est le contexte pour les modèles que tu présentes avec des particule relativistes? sont-elle lié un trou noir? autres objet étrange intergalactique

Qui peux estimer la quantité d'energie en jeu dans un méga trou noir ?? puisqu'ils sont si difficilement visible

at last, pour un sursaut gamma quel est la quantité d'energie en jeu? et avec quoi est-ce compatible

(tu vas sans doute te die que j'ai rien capté de ce que tu as dit, t'es pas trop loin )

thanks d'avance si tu à des réponses...

[Gilgamesh]

pas trop clair ton exposé gilgamesh, enfin pour moi...

quelques questions simple ;o)

y'a t il besoin d'un trou noir pour avoir un sursaut gamma??
je pensais que les sursaut long pouvais etre lié a l'effondrement d'une étoile supermassive et d'un dégagement de gamma progréssif pendant l'effondrement de l'etoile.. le fait d'etre supermassive et lié a la vitesse d'effondrement font que la matière au lieu de passé par l'etat trou noir se volatilise completement, et passe un seuil de cohérence propre, il ne reste lus que des gamma (je trouvais ça cohérent cet histoire de seuil avec mon premier scénar)

Dans les deux modèles invoqué il y a formation d'un trou noir et c'est la formation de ce trou noir qui dégage de l'énergie. Dans le premier (sursaut long) l'émission de particules serait du à l'effondrement de l''enveloppe dans le trou noir en formation. Dans le second (susaut court) il y aurait fusion de deux étoiles à neutrons.

quel est le contexte pour les modèles que tu présentes avec des particule relativistes? sont-elle lié un trou noir? autres objet étrange intergalactique

La vitesse des jets est en ordre de grandeur celle de la vitesse de libération de l'astre. Faut des astres costaux (en terme de puits de gravité) pour produire des jets relativistes donc : étoiles à neutron et trou noir. Pour les naine blanche les jets sont à c/100 environ.

Qui peux estimer la quantité d'energie en jeu dans un méga trou noir ?? puisqu'ils sont si difficilement visible at last, pour un sursaut gamma quel est la quantité d'energie en jeu? et avec quoi est-ce compatible

L'énergie en jeu c'est de l'ordre de avec G le cte de gravitation, M la masse et delta R la variation de rayon de la masse centrale + la fraction d'enveloppe qui s'effondre dessus. Donc quelque chose d'assez comparable avec ce que produit une SN II classique (c'est fondamentalement parlant le même phénomène, amplifié jusqu'au stade trou noir) mais concentré en un jet relativiste dirigé vers nous et donc focalisé, ce qui le rend beaucoup plus lumineux pour nous.

a+

[Gilgamesh]

Pour compléter cela : il me semble que dans le cas de sursaut court, on a une simple boule de feu (sans jet) et que l'on détecte donc à cette intensité des événement relativement plus proches.

Sur ce point, j'aimerais bien avoir confirmation (ou infirmation) par un scientifique du forum, du reste

a+

[Thomas markley]

super, m'sieu gilgamesh,

si je lis bien aucune chance que ces sursauts puisse signer la fin d'un trou noir... surtout pour les sursaut rapide... c'est cette notion de boule de feu, a-directionnelle et ultra-énergétique qui pourrait y faire penser... mais ça a pas l'air d'être dans les modèles qui sont proposés...

[Gilgamesh]

super, m'sieu gilgamesh,

si je lis bien aucune chance que ces sursauts puisse signer la fin d'un trou noir... surtout pour les sursaut rapide... c'est cette notion de boule de feu, a-directionnelle et ultra-énergétique qui pourrait y faire penser... mais ça a pas l'air d'être dans les modèles qui sont proposés...

La boule de feu pompe bel et bien de l'énergie sur la rotation du trou noir, donc sur son énergie totale, donc sur sa masse. C'est donc bien un genre "d'évaporation de la masse" (mais comme tous les processus énergétique en fait).

Simplement, une fois le trou noir formé, on ne revient plus en arrière. Il faut un coeur ~3,5 masse solaire pour former un trou noir (limite d'Oppenheimer-Volkoff) mais même si tu retire 1 masse solaire après sa formation, tu gardes ton trou noir, il est juste moins massif ou il tourne moins vite.

a+

[Thomas markley]

La boule de feu pompe bel et bien de l'énergie sur la rotation du trou noir, donc sur son énergie totale, donc sur sa masse. C'est donc bien un genre "d'évaporation de la masse" (mais comme tous les processus énergétique en fait).

Simplement, une fois le trou noir formé, on ne revient plus en arrière. Il faut un coeur ~3,5 masse solaire pour former un trou noir (limite d'Oppenheimer-Volkoff) mais même si tu retire 1 masse solaire après sa formation, tu gardes ton trou noir, il est juste moins massif ou il tourne moins vite.

a+

juste une précision,
l'énergie cinétique rentre-t-elle en ligne de compte pour l'élaboration de la masse, elle n'est plus un invariant relativiste ?? j'avais lu la définition de la masse sur FSG, et il me semblait que si l'on accélère une masse a des vitesses relativistes, sa masse ne se modifie pas, tendre vers une energie infinie, ne veux pas dire tendre vers une masse infinie, enfin c'est ce qu'il semblait avoir compris...

parce que, si je ne trompe, une fois arrivé a n % de la vitesse de la lumière, toute masse relativiste tendrais a former un trou noir elle-même...

on revient au problème de l'équivalence masse-energie posé plus haut par Acme... le photon n'a pas de masse (enfin au denière nouvelle) il a pourtant une energie, mais qui ne se dévellope que sous forme d'energie cinétique...

si des masses atteigne le presque infini nécéssaire pour atteindre les vitesse relativiste, si toute energie vaux une masse, ne doit-on pas avoir immédiatement formation de trou-noir,

c'est assez naïf comme description, mais bon.

de fait coment enlever de la masse a un trou noir en lui enlevant son energie cinétique?? j'avoue que de mon coté, c'est pas encore trop clair...

autre truc, est-ce tout les sursaut gamma rapide ont a peu-près la même "puissance", ou sont -ils tous d'ordre radicalement différent?

merci encore...

[Gilgamesh]

juste une précision,
l'énergie cinétique rentre-t-elle en ligne de compte pour l'élaboration de la masse, elle n'est plus un invariant relativiste ??

La masse est un invariant (si l'astre de rayonne pas bien sûr). Mais ce n'est pas la seule contribution à la gravité.

La gravité de l'astre comprend toutes les formes d'énergie et la pression. L'énergie c'est aussi bien l'énergie de masse (Mc², avec M invariable si l'astre ne rayonne pas) que l'énergie de rotation. Plus une terme de courbure (car en quelque sorte, la "gravité gravite", un champ de gravité très intense contribue par lui même à la gravité...).

Pour des astres peu dense, le terme de pression, de rotation et de courbure sont totalement négligeable devant le terme de masse. Mais ce n'est pas le cas pour les astres relativistes.

Dans ce qui suit, lire P = P(r), M = M(r). Je n'ai pas pas l'équation pour un astre en rotation .


Soit une masse M de densité rho constante incluse dans un rayon r.

Pour un astre "newtonien" l'équilibre hydrostatique s'écrit :



La gravité est uniquement du à la masse.

Pour un astre relativiste (étoile à neutron) tu as :




avec le densité d'énergie.

Le terme de masse est remplacé par , qui contient la contribution de la pression à la "masse" de l'astre.

Le terme de densité est remplacé par qui contient à la fois l'énergie de masse, l'énergie interne (chaleur...) et encore une fois la pression.

Le terme de rayon est associé à un facteur géométrique du à la courbure de l'espace .

C'est dans ce terme de courbure que l'irréversible advient . Si r passe en dessous de 2GM/c², et donc que l'expression entre parenthèse devient négative, l'équilibre hydrostatique et rompu et l'astre s'effondre.


a+

[Thomas markley]

j'suis pas un habitué des équations, mais cela est reste très clair.

cela reste étonnant pour moi que la gravité qui est d'habitude généré par la masse puisse a son tour généré de la masse, il me semblait que c'etais en passant par l'espace-temps que la pesanteur sur l'astre se faisait...
il n'y a pas un risque qu'avec cette création de masse par la gravité généré par la masse l'on est un système qui tende vers une masse infinie??

[Gilgamesh]

il n'y a pas un risque qu'avec cette création de masse par la gravité généré par la masse l'on est un système qui tende vers une masse infinie??

Pas vers une masse infinie (la masse du trou noir pour l'exterieur reste ce qu'elle était avant, qq masses solaires) mais vers une gravité infinie. Cet effondrement, oui, "coince" la matière dans un puits "infini" du fait de cette contribution géométrique de la gravité à la courbure qui la cause.


a+

[Thomas markley]

Donc dans ce cas la force de gravité ne contribue pas à la masse... elle reste le produit de la présence de la masse dans l'espace-temps...

pff, s'pa cohérent pour moi votre affaire.

si la gravité tend vers l'infinie, la pesanteur tend aussi vers l'infini, et la masse se trouve completement broyé d'être enfoncé de force dans le puit de gravité.

t'es sur qu'il y a pas une limites sur ce que toute matière est capable d'encaisser avant d'être réduite en bouillie intergalactique de photon gamma(sans masse, donc plus de gravité, et donc flash)

après tout, plus la matière est compréssé plus elle change de nature

qu'elles sont les forces en jeu pour les particules fondamentales, une gravité infinie doit certainnement aller bien au-dela du nécésaire pour que tout cela disparraisse non?

[Gilgamesh]

Donc dans ce cas la force de gravité ne contribue pas à la masse... elle reste le produit de la présence de la masse dans l'espace-temps...

Non la force de gravité ne contribue pas à la masse (la masse est une quantité de matière).

Et elle est bien causée par la présence de masse-énergie dans l'espace.

pff, s'pa cohérent pour moi votre affaire.

si la gravité tend vers l'infinie, la pesanteur tend aussi vers l'infini, et la masse se trouve completement broyé d'être enfoncé de force dans le puit de gravité.

t'es sur qu'il y a pas une limites sur ce que toute matière est capable d'encaisser avant d'être réduite en bouillie intergalactique de photon gamma(sans masse, donc plus de gravité, et donc flash)

Le photon représente de l'énergie, et la gravité crée par une énergie sous forme de rayonnement ou de matière est la même.

Par contre si le photon est émis par la matière sous le surface du trou noir il ne peut s'en échapper.

Le trou noir est le "moteur" du sursaut gamma mais pas la source.

après tout, plus la matière est compréssé plus elle change de nature

qu'elles sont les forces en jeu pour les particules fondamentales, une gravité infinie doit certainnement aller bien au-dela du nécésaire pour que tout cela disparraisse non?

On ne possède pas d'équation d'état de la matière pour le stade ultime de l'effondrement, donc on ne sait pas.

Mais une fois que tu as des particules élémentaires à l'état libre c'est autant les forces que la conservation des nombres quantiques qui règlent la danse.


a+




a+

[Thomas markley]

j'ai quelques suppositions sur l'état du dedans du trou-noir

après tout, l'on dit qu'un trou-noir n'est au final qu'un astre comme un autre, car si la terre etait transformé en trou-noir de la taille d'une balle de ping-pong, cela ne changerais pas grand chose a son orbite ni au trajet de la lune autour d'elle...

de plus, si il y a déformation de l'esapce-temps, c'est qu'il y a nécéssairement matière, dans le sens "matériel" et "massif" du terme.. c'est donc que l'on a juste à faire a un état de la matière très dense... et peut-être pas si éxotique, ce qui est éxotique, c'est le fait que l'astre nous soit rendu invisible par son "bouclier noir" gravitationnel...

n'a t-on donc pas a faire a des stades suivant simplement une courbe de compréssion et aggissant sur toute particule. l'exemple des étoiles à neutron et de leur recomposition structurelle sur le plan atomique, ne préfigure-t-elle pas l'état encore plus avancé de ces astre-noir... une etoile a quark, ou a gluon, ou autres particule massive... pourquoi poser une différenciation propre de l'état interne, alors que cet état interne ne corrèle qu'avec la présion qu'elle subit de la part de sa propre masse...

tant qu'il y a dela masse y'a de l'espoir

ma question m'sieur gilgamesh, c'est quel serait les mode possible d'agencement "normal" de la matière sous cette grosse enclume à étoile. après tout la seule différence semble-être que rien ne s'en échappe du fait de son "enfoncement" dans le puit gravitationnel...

est-ce que cela empèche de spéculer sur l'état interne de sa structure particulaire ?

et dernière question, si a des niveau antérieur l'on parviens a vaincre les force de répulsion du noyau, pour avoir des étoiles à neutron, ceci signifie qu'au stade suivant de préssurisation de la masse, l'on doit aussi vaincre toute les forces qui lie les quarks, puis ce qui assure la cohésion des quarks eux-mêmes.

quel est donc la préssion nécéssaire pour exploser un quark, ou le rendre instable...

[Gilgamesh]

ma question m'sieur gilgamesh, c'est quel serait les mode possible d'agencement "normal" de la matière sous cette grosse enclume à étoile. après tout la seule différence semble-être que rien ne s'en échappe du fait de son "enfoncement" dans le puit gravitationnel...

est-ce que cela empèche de spéculer sur l'état interne de sa structure particulaire ?

Ah mais ça spécule . La singularité est un genre de 'ban de test spéculatif' pour les théories de gravitation quantique.

et dernière question, si a des niveau antérieur l'on parviens a vaincre les force de répulsion du noyau, pour avoir des étoiles à neutron, ceci signifie qu'au stade suivant de préssurisation de la masse, l'on doit aussi vaincre toute les forces qui lie les quarks, puis ce qui assure la cohésion des quarks eux-mêmes.

Les quarks n'ont pas de structure interne, comme l'électron. Il n'y a rien donc à "casser" à l'intérieur d'un quark.

Par contre à très haute énergie on pense qu'il y a unification entre les différentes forces ainsi qu'entre les différentes formes de la matière, c'est à dire qu'il existe des "ponts" entre tous les états. Les particules qui assurent le passage entre ces différentes formes sont présumée très massives et donc instables et quasi-inexistante à basse énergie. En toute hypothèse l'effondrement aboutie à une densité d'énergie phénoménale qui permet la création de tous les pont que l'on veut, aussi est il raisonnable de penser que la matière et les forces se trouvent à l'état le plus "unitaire" (indifférencié, symétrique) concevable.

a+

[Thomas markley]

ce que je sais du monde des quarks, est qu'il ne sont vraiment stable que dans le proton et neutron, et qu'il n'existe pas sous de forme libre... mais aussi que la composition de ces deux particules sont lié a un équilibre des couleurs des quarks, il faut que la somme de leur couleur soit "blanche" pour pouvoir exister...

si l'on pose des réarangement succéssif de la struture de l'astre noir du à la préssion croissante, peut-on imaginer, que lors de ces restructurations seul les combinaisons "blanche" de l'astre puisse-etre stable, et que tout autres arrangement soit voués à la destruction, d'ou le sursaut gamma?

bref, un trou noir vu comme un gros neutron, bien massif mais peu stable, ou plutôt un proton bien lesté, mais avec une énorme sphère electronique??

at last, qu'elle serait la différence de structure entre une étoile a neutron et celle de l'astre noir...

[Calvert]

et que tout autres arrangement soit voués à la destruction, d'ou le sursaut gamma?

Comme déjà signalé plus haut, le sursaut gamma n'est pas produit par le trou noir (directement), mais par des jets polaires relativistes.

[Thomas markley]

Comme déjà signalé plus haut, le sursaut gamma n'est pas produit par le trou noir (directement), mais par des jets polaires relativistes.

et ça marche aussi pour l'hyppothèse "boule de feu" décrite pour les sursauts rapides??

[Calvert]

Les sursauts rapides ne sont pas provoqué par l'effondrement d'une étoile massive, mais seraient plutôt le résultat de la fusion de deux objets compacts, étoile à neutrons - étoile à neutrons, ou étoile à neutrons - trou noir, ou trou noir - trou noir.

De fait, il faudrait aussi expliquer pourquoi toutes les SNe ne produisent pas de sursaut gamma, alors qu'elles peuvent aussi produire des trous noirs.