Mon titre est là pour avertir les lecteurs des difficultés qui se présentent àJEROME NOVACK ( Dossier pour la Science avril 2012 pp22-27) pour donner des étoiles à neutrons une explicationunique etcomplétement satisfaisante … Mais la raison peut facilement se comprendre : il tire ceci d’abord d'une notable diversité des phénomènes et des résultats publiés et plus encore de la variété des descriptions de modèlesproposés et possibles….J’en énumère quelques-uns :
-l’étoile à neutrons « simple passante » (une émission thermique initiale … ET puis le silence !)
- l’étoile à neutrons à émission radio périodique, le PULSAR ;
-l’étoile à neutrons à pulsionsX régulières ;le PULSAR X ;
-l’étoile à neutronsà pulsions X « hors-cadre » ,le PULSAR X anormal ou AXP ou MAGNETAR
-l’étoile à neutrons à sursauts ɣ, ( gamma) ,leSGRou aussi le MAGNETAR ;
ENFINje ne saurais passer sous silencela proposition de l’un de mes lecteurs ( .J .J. MICALEF ) qui en fait toutau contraire un lieu de genèse de la matière( voir le site /http://positioncritiqueastrophysique.blogs.nouvelobs.com/archive/2012/04/index.html du 23/04//2012)
1°/ PREMIERES DIFFICULTES :Pour les physiciens qui se rangent aux explicationsfournies par la physique et la chimie nucléaires classiques, quel que soitl’un de ces cinqprincipaux modèles, la matière des étoiles à neutronsest essentiellementcomposée de particules qui interagissentvia les forces nucléaires fortes .Or il faut malheureusement reconnaitrenos limites actuelles. Ces forces sont décrite par la théorie dite « chromodynamique quantique » ou QCD et furent proposées en 1973 par H. David Politzer, Frank Wilczek et David Gross pour comprendre la structure des hadrons….Même encore aujourd’hui, avec plus de 30ans d’expérimentationsprécises et répétitives sur des machines à »chocs accélérés », la théoriereste incomplète et nous propose desacteurs d’interaction forte qu’on appelle « gluons ». Leur masse est probablement nulle (quoiqu'il n'est pas exclu qu'ils puissent avoir une masse variableet de quelques MeV). Leur charge électrique est nulle ;Ils ne possèdent qu'un spin 1. Chaque gluon porte une charge mixte de couleurset de celles-ci il y en a 8 indépendantes au total ….Ils sont un mélange de 2 couleurs : par exemple rouge-antivert et cela découle dela superposition des différents états indépendants entre eux.
2°/SECONDE DIFFICULTE/.Mais surtout leur « rayon d’action » est très petit ….. Seulement de l ordrede 2,5·10−15 m….. Et encore ceci découle-t-il des modèles laborieux expliquant les gerbes observéesen expérimentation sur matière terrestre , là où neutrons et protonss’équilibrent (presque )…Or dans ce type de formation d’étoiles particulières résultant au départ de transitions de valeurs énergétiques énormes ,d’abord on doit admettre qu’on sort de notre petite physique routinière ( n + p ), composée de quarks u et d uniquement….. et d’ autres types de quarks deviennent possibles ( p.ex les s)…… Si bienqu’on ne discerne plus exactement quelles sont les limites de la densité maximalequ’un tel ensemblesi énorme de neutrons et autres espèces étrangespeuvent être atteintes ….
Si les enseignements de notre expérimentation terrestre restent ainsi limités aux « moyennes énergies » que nous savonsproduire et communiquer aux particules,il devient alors clairque nous devrons » ruser » dans nos hypothèsesreliant les paramètres d’équilibreentre la densité ,la pression, la température et la composition des étoiles à neutrons….. Le constat a en tirerest notre ignorance de l’équation d’état de la matièreprésente dans ces divers modèles d’étoiles à neutrons ……….
J . NOVACKévalue la températurede naissanced’une étoile à neutrons à plus de 100 milliards de degrés ( par comparaison15 millions seulement au centre duSOLEIL ). « Pourquoi si haut ? Pourquoi si chaud ? ( me demandez-vous) , puisqu’ elle n’est plus le siège de réactions nucléaireset que tout combustible de fusion a disparu ???? » …. Cette si énorme températuren’est bien sûr , que provisoire . C‘est le résultatde toute l’impulsion reçue par le noyau central lors de l’implosion de la supernova et aussi , schématiquement, le résultat exothermique de la réaction : proton +électron> neutron +neutrino …..Et donctous ces degrés s’en vont avec la ribambelle des neutrinos émis et qui s’échappent !!! ! Selon l’auteur, la dissipation d’énergie tomberait au bout d’un an à 1 milliard de degrés ……
« Mais comment peut-il le savoir , puisqu’ il prétend ignorerl’équation d’étatde l’étoile ? » dirait mon ami hyper critique , leDr SCRONGNEUGNEU !...A joutant ( pour ironiser) « Puisqu’ il se permet ce calcul, alors au bout de combien de temps,cette étoile à neutronsest prête d’arriver au zéro degré absolu et peut être considéréecomme un astre hyper dense , noir , sans rotation inertielle et définitivement mort? »
A cela notre auteur répond en partiepar un rappel au concept de l’ « énergie de FERMI ».
Ce terme ne rend pas justice à son vrai auteur ! Le principe d’exclusion de PAULIinterdit l’occupation d’un même état quantique par deux particules matérielles. Admettons que la température d’un corps soit nulle ,ses particules ne peuvent pas toutesse réfugier sur le niveau d’énergie minimaleet doivent« s’empiler » les unes sur les autres …Cettedispositionles porte jusqu’à un niveau , dit de FERMI , d’autant plus élevé que la densité , le nombre de particules par unité de volume est grand….Dans le cas des étoiles à neutronsa la densité nucléairececi correspond à 100milliards de degrés ;pour un température 100 fois inférieuresles particules sont presque toutes déjà aux niveauxau-dessous de l’énergie de FERMI correspondante à une température nulle ( même si elles restent encore à un milliard de degrés !) donc une étoile à neutrons se comporterait alors comme un corps très froid…… VOIR MA PHOTO avec 3 temperatures :0°K , T >0 et T<< T FERMI
A SUIVRE