Chapitre 22: Cadavres stellaires
description
Transcript of Chapitre 22: Cadavres stellaires
Chapitre 22: Cadavres Chapitre 22: Cadavres stellairesstellaires
Naines BlanchesNaines Blanches
Étoiles à neutronsÉtoiles à neutrons
Trous noirsTrous noirs
Cadavres stellairesCadavres stellaires
Fin de la vie stellaire (fin du brûlage nucléaire)Fin de la vie stellaire (fin du brûlage nucléaire)lentement NPlentement NP
couches externes sont éjectéescouches externes sont éjectéesrapidement SNrapidement SN
lentement (m lentement (m < 7 M< 7 Msolsol) rapidement (m >) rapidement (m > 7 M 7 Msolsol))
nébuleuse planétaire supernovaenébuleuse planétaire supernovae + ++ + naines blanches naines blanches (m (m < 1.4 M< 1.4 Msolsol) ) * neutrons trous noirs * neutrons trous noirs (m (m = 2-3 M= 2-3 Msolsol) ) (m (m > 3 M> 3 Msolsol))
Cadavres stellairesCadavres stellaires
Expose le coeur chaud Expose le coeur chaud (noyau) de (noyau) de l’étoile:l’étoile:
1.1. * se dirige vers le coin * se dirige vers le coin supérieur gauche du supérieur gauche du HRHR
Noyau par la suite se Noyau par la suite se refroidit lentementrefroidit lentement
2.2. * se dirige vers le coin * se dirige vers le coin inférieur droit du HRinférieur droit du HR
Naines blanchesNaines blanches
masse = 1 Mmasse = 1 Msolsol
rayon = 1 Rrayon = 1 Rterreterre
~~ 10 1066 gm/cm gm/cm3 3 (1 tonne/ (1 tonne/
cmcm33))
Brûlage nucléaire Brûlage nucléaire terminéterminé
Se refroidit lentement Se refroidit lentement (sans changer de (sans changer de dimension) en émettant dimension) en émettant de la lumièrede la lumière
<m> ~ 0.6<m> ~ 0.6 MMsol sol < 1.4 < 1.4 MMsolsol
Issues d’étoiles M Issues d’étoiles M < < 77 MMsolsol
Étoiles à neutrons Étoiles à neutrons (pulsars)(pulsars)
masse masse < < 2-3 M2-3 Msolsol
rayon ~ 10 kmrayon ~ 10 km ~~ 10 101414 gm/cm gm/cm3 3
(noyau atomique)(noyau atomique)
Force gravité si Force gravité si intense qu’il faut intense qu’il faut qu’un objet se déplace qu’un objet se déplace à v à v >> c/2 pour c/2 pour s’échapper de la s’échapper de la surfacesurface
Étoiles à neutronsÉtoiles à neutrons
Balance entre Balance entre gravité gravité vs vs pression pression des neutrons dégénérésdes neutrons dégénérés
Densité tellement grande que les Densité tellement grande que les électrons se combinent aux protonsélectrons se combinent aux protons
neutronsneutrons Formation d’un gigantesque noyau Formation d’un gigantesque noyau
de densité de densité nucléairenucléaire
Étoiles à neutronsÉtoiles à neutrons
Certaines émettent un Certaines émettent un peu de lumière visible peu de lumière visible mais la majorité sont mais la majorité sont connues par leur connues par leur rayonnement radio rayonnement radio variable causé par variable causé par des particules des particules chargées accélérées à chargées accélérées à de très grandes de très grandes vitesses autour des vitesses autour des lignes de champ lignes de champ magnétiquesmagnétiques
Étoiles à Étoiles à neutronsneutrons
Les particules s’échappent aux pôles magnétiques
On reçoit un pulse d’ondes radio chaque fois quele pôle d’un pulsar traverse notre ligne de visée
Étoiles à neutronsÉtoiles à neutrons
1.74 rot/sec
11 rot/sec
30 rot/sec
642 rot/sec
CrabeCrabe
Périodes de pulsar: 4 sec.s 0.001 sec
(1 ou ½ rotation)
On réussit même à mesurer leralentissement des périodes
qui résulte de l’énergieperdue par rotation
Trous noirsTrous noirs
Trou noir:Trou noir: région de l’espace en région de l’espace en forme de sphère qui contient une forme de sphère qui contient une masse masse infinimentinfiniment concentrée concentrée
surface: horizon du trou noir surface: horizon du trou noir SphèreSphère
rayon de Schwarzschild Rrayon de Schwarzschild Rss
Trous noirsTrous noirs
R R < < RRss – un objet devrait avoir une – un objet devrait avoir une énergie énergie
E E >> mc mc22 pour s’échapper (impossible) pour s’échapper (impossible)
Rien à R Rien à R < < RRss (horizon) ne peut (horizon) ne peut s’échappers’échapper
Trous noirsTrous noirs
Trou noir: cadavre stellaire m Trou noir: cadavre stellaire m >> 3 M 3 Msolsol
Si m Si m ~~ 3 M 3 Msol sol RRss ~~ 9 km 9 km
On pense qu’il peut exister un TN au On pense qu’il peut exister un TN au centre des galaxies avec M centre des galaxies avec M ~~ 100 000 M 100 000 Msol sol
Ondes radio Rayons-X
Trous Trous noirsnoirs
Ex.: à r = 1.5 Rs
Si la lumière est émise //à la surface du trou noir
Lumière est courbée par la gravité et décrit unetrajectoire circulaire autour du trou noir
Trous Trous noirsnoirs
Pour s’échapper àPour s’échapper à
R R > > RRs s la lumière la lumière doit être émisedoit être émiseperpendiculaire perpendiculaire à la surface du à la surface du trou noir trou noir
Trous noirsTrous noirs
Observations directes de TN impossibleObservations directes de TN impossible Seulement indirectement dans un Seulement indirectement dans un
système double:système double:
1.1. Matière est arrachée au compagnon par Matière est arrachée au compagnon par le TNle TN
2.2. Matière est accélérée vers le trou noirMatière est accélérée vers le trou noir
3.3. Matière est chauffée à T élevée (MK)Matière est chauffée à T élevée (MK)
4.4. Observations de rayons-XObservations de rayons-X
Trous noirsTrous noirs