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    Une nouvelle méthode pour mesurer la taille des étoiles à neutrons utilise une modélisation basée sur des explosions thermonucléaires

    Crédit :Université de Turku

    Les étoiles à neutrons sont faites de froid, matière ultra-dense. Le comportement de cette matière est l'un des plus grands mystères de la physique nucléaire moderne. Des chercheurs ont développé une nouvelle méthode de mesure du rayon des étoiles à neutrons pour comprendre ce qui arrive à la matière à l'intérieur de l'étoile sous une pression extrême.

    La méthode repose sur la modélisation de la façon dont l'explosion thermonucléaire dans les couches supérieures de l'étoile émet des rayons X. En comparant le rayonnement X observé des étoiles à neutrons aux modèles de rayonnement théoriques de pointe, les chercheurs ont pu mettre des contraintes sur la taille de la source émettrice. Cette nouvelle analyse suggère que le rayon de l'étoile à neutrons devrait être d'environ 12,4 kilomètres.

    "Des mesures précédentes ont montré que le rayon d'une étoile à neutrons est d'environ 10 à 16 kilomètres. Nous l'avons contraint à environ 12 kilomètres avec une précision d'environ 400 mètres, ou peut-être 1000 mètres si l'on veut être vraiment sûr. Par conséquent, la nouvelle mesure est une nette amélioration par rapport à celle d'avant, " déclare le doctorant Joonas Nättilä de l'Université de Turku qui a développé la méthode.

    Les nouvelles mesures aident les chercheurs à étudier le type de conditions nucléaires-physiques existant à l'intérieur des étoiles à neutrons extrêmement denses. Les chercheurs s'intéressent particulièrement à la détermination de l'équation d'état de la matière neutronique, ce qui montre à quel point la matière est compressible à des densités extrêmement élevées.

    "La densité de la matière des étoiles à neutrons est d'environ 100 millions de tonnes par centimètre cube. À l'heure actuelle, les étoiles à neutrons sont les seuls objets apparaissant dans la nature avec lesquels ces types d'états extrêmes de la matière peuvent être étudiés, " dit Juri Poutanen, le chef du groupe de recherche.

    Les nouveaux résultats aident également à comprendre les ondes gravitationnelles récemment découvertes qui proviennent de la collision de deux étoiles à neutrons. C'est pourquoi le consortium LIGO/VIRGO qui a découvert ces ondes n'a pas tardé à confronter leurs observations récentes aux nouvelles contraintes obtenues par les chercheurs finlandais.

    "La forme spécifique du signal d'onde gravitationnelle dépend fortement des rayons et de l'équation d'état des étoiles à neutrons. C'est très excitant de voir comment ces deux mesures complètement différentes racontent la même histoire sur la composition des étoiles à neutrons. La prochaine étape naturelle est de combiner ces deux résultats. Nous avons déjà eu des discussions actives avec nos collègues sur la façon de le faire, " dit Nättilä.


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