La matière la plus dense que l’on puisse observer
Une étoile à neutrons naît quand une étoile géante, beaucoup plus massive que notre Soleil, explose en supernova. Son cœur s’effondre en moins d’une seconde jusqu’à devenir une sphère d’environ 20 kilomètres de diamètre — la taille d’une ville — qui contient jusqu’à deux fois la masse du Soleil.
La gravité y écrase les atomes eux-mêmes : les électrons fusionnent avec les protons, et il ne reste presque plus que des neutrons serrés les uns contre les autres. Selon la NASA, une cuillère à café de cette matière pèserait environ un milliard de tonnes sur Terre. Sa gravité en surface dépasse cent milliards de fois celle de la Terre.
Les pulsars : des phares cosmiques
Quand une étoile à neutrons tourne, elle envoie des faisceaux d’ondes radio depuis ses pôles magnétiques, comme un phare. Chaque passage du faisceau devant la Terre produit une impulsion régulière : c’est un pulsar.
Le premier a été découvert le 28 novembre 1967 par Jocelyn Bell Burnell et Antony Hewish — un signal régulier, une impulsion toutes les 1,33 secondes. Le record de vitesse appartient à PSR J1748-2446ad, découvert en 2006 dans l’amas Terzan 5 : il tourne 716 fois par seconde, sa surface équatoriale se déplaçant à environ un quart de la vitesse de la lumière.
Les magnétars : les aimants les plus puissants de l’Univers
Certaines étoiles à neutrons, les magnétars, possèdent un champ magnétique jusqu’à un million de milliards de fois plus fort que celui de la Terre. Quand ce champ se déchire, il libère en une fraction de seconde plus d’énergie que le Soleil en 100 000 ans.
Pourquoi les scientifiques les étudient
Depuis 2017, la mission NICER de la NASA, installée sur la Station spatiale internationale, mesure la taille des étoiles à neutrons en rayons X. La même année, les détecteurs LIGO et Virgo ont capté les ondes gravitationnelles de deux étoiles à neutrons en fusion (GW170817) — une collision qui a produit de l’or et du platine. L’or que nous portons vient peut-être d’une collision comme celle-là.
Et si une étoile à neutrons devient trop lourde — au-delà d’environ deux fois la masse du Soleil — même la pression des neutrons ne peut plus la soutenir : elle s’effondre et devient un trou noir.
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Sources : NASA (mission NICER), Astronomy.com, Science (Hessels et al., 2006).
