La fin des étoiles en astronomie : Source X



Un aspect intéressant de la vie des étoiles à neutrons fut découvert lorsque les premières observations du ciel dans le domaine des rayons X eurent lieu. L'atmosphère terrestre étant opaque à ces rayons, il fallait la dépasser. Ce furent d'abord, dans les années 1960, des télescopes placés dans des ballons ou des fusées et qui pouvaient étudier le ciel pendant de courtes périodes. Puis, en 1970, ce fut Uhuru, le premier satellite dans le domaine X, qui mit en évidence plus d'une centaine de sources très puissantes. Depuis, de nombreux autres satellites d'étude du domaine X nous ont donné une vue plus approfondie. On peut en particulier citer les observatoires Einstein en 1978, ROSAT en 1990, ainsi que Chandra et XMM-Newton tous deux lancés en 1999.

La plupart des sources de rayons X sont des étoiles binaires dans lesquels se produisent les processus que nous avons déjà étudiés, transfert de masse et création d'un disque d'accrétion. Cependant, dans ce cas, au lieu d'une naine blanche, c'est autour d'une étoile à neutrons que tout se produit. Soumise à une gravité formidable, la matière qui s'accumule est alors très dense et sa température extrêmement élevée. D'après la loi de Wien, il doit donc y avoir émission d'un rayonnement thermique à très courtes longueurs d'onde, dans les rayons X, ce qui explique les observations précédentes.

NGC 6266
Une vue de l'amas globulaire NGC 6266 prise par le satellite Chandra dans les rayons X. La plupart des points visibles sont des systèmes binaires contenant soit une naine blanche soit une étoile à neutrons qui dévore la matière de sa compagne. Crédit : NASA/CXC/MIT/D. Pooley

La plupart du temps, cette émission est continue, sans brusque variation. Mais certaines sources X sont variables, avec une période de quelques secondes. Dans ce cas, le gaz qui tombe sur l'étoile à neutrons est soumis à l'influence du champ magnétique et se dirige vers les deux pôles. L'impact du gaz en ces points est extrêmement violent et donne naissance à un rayonnement très puissant. Comme pour l'émission radio des pulsars, ce rayonnement est localisé dans un faisceau assez étroit qui balaye périodiquement le ciel. Si la Terre se trouve par hasard sur la trajectoire de ce faisceau, elle voit donc périodiquement une petite flambée de rayonnement, d'où le nom de pulsar à rayons X.

Un phénomène semblable à la nova peut également se produire. C'est le cas lorsque la matière du disque d'accrétion n'est pas affectée par le champ magnétique et se répartit sur toute la surface de l'étoile. Étant donné les conditions extrêmes qui y règnent, les réactions nucléaires de fusion de l'hydrogène en hélium se produisent en permanence. Il y a ainsi création, sans événement violent, d'une couche d'hélium à la surface de l'étoile. Finalement, lorsque la température et la densité sont suffisantes, la combustion de l'hélium se déclenche et une explosion phénoménale se produit. Celle-ci donne lieu à une énorme quantité de rayonnement, qualifiée de sursaut de rayons X. Le phénomène est beaucoup plus rapide que pour les novae. Il ne dure en tout que quelques secondes, explosion et retour à la normale compris.



Auteur : Olivier Esslinger

Source : www.astronomes.com/index.html