Qu’y a-t-il à l’intérieur d’une étoile à neutrons?

Après la découverte du neutron par Chadwick en 1932, Baade et Zwicky imaginent en 1934 que des astres appelés « étoiles à neutrons » existent. Mais de quoi ces étoiles sont-elles composées exactement ? Seulement de neutrons ? En fait, non. Les neutrons sont certes les particules les plus abondantes mais il y a également d’autres particules à l’intérieur des étoiles à neutrons. Par exemple des protons et des électrons qui, avec les neutrons, forment les atomes, dont la matière sur Terre est constituée. En plus on y trouve des électrons qui rendent la matière d’une étoile à neutrons électriquement neutre. D’autres particules comme le muon, qui pourraient être également présentes dans le cœur d’une étoile à neutrons, sont aussi étudiées sur notre planète grâce aux observations de rayons cosmiques qui ont montré que de nombreux muons arrivent sur Terre. A l’heure actuelle, on pense qu’il pourrait y avoir en plus d’autres particules ou de nouveaux états de la matière qui peuvent être produits et étudiés dans des accélérateurs de particules : des hypérons (des particules similaires aux nucléons mais avec un quark étrange), des condensats de Bose-Einstein de pions ou de kaons (qui appartiennent à la famille des mésons), ou de la matière de quarks. Créer cette dernière en laboratoire n’est pas possible mais il se pourrait que dans le cœur d’une étoile à neutrons elle existe sous différentes phases, chacune d’entre elles avec ses caractéristiques propres. L’un des domaines actuels de recherche consiste à déterminer si la présence de ces formes de matière exotique pourrait avoir des conséquences sur des propriétés des étoiles à neutrons que l’on pourrait observer depuis la Terre. Cela permettra peut-être de savoir si effectivement ce type de matière existe dans les étoiles à neutrons.

The picture illustrates some of the possible forms of matter existing inside of neutron stars. It has been created by the physicist Fridolin Weber (http://www.physics.sdsu.edu/fweber/) an expert on the equation of state of dense stellar matter. Image Credit: Progress in Nuclear and Particle Physics Cette illustration montre quelques unes des différentes formes possibles de matière qui pourraient exister à l’intérieur des étoiles à neutrons. Elle a été réalisée par le physicien Fridolin Weber (http://www.physics.sdsu.edu/fweber/) qui est un expert de l’équation d’état de la matière dense dans les étoiles. Credit : Progress in Nuclear and Particle Physics

Auteur: Constança Providência

 

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