Les étoiles à neutrons sont les restes denses d’étoiles massives qui s’effondrent lors d’une supernova, formant des objets dotés de champs magnétiques intenses. Ces étoiles se manifestent souvent sous forme de pulsars en raison d'une rotation rapide et d'émissions radio directionnelles et peuvent également faire partie de binaires à rayons X lorsqu'elles se trouvent dans un système binaire avec une étoile normale. Crédit : ESA
Qu'est-ce qu'une étoile à neutrons ?
Outre les trous noirs, les étoiles à neutrons comptent parmi les objets les plus déroutants de l’Univers.
Une étoile à neutrons se forme dans les derniers instants de la vie d’une très grande étoile (dont la masse est environ huit fois supérieure à celle de notre Soleil), lorsque le combustible nucléaire contenu dans son cœur finit par s’épuiser. Dans une fin soudaine et violente, les couches externes de l'étoile sont éjectées avec une énergie monstrueuse lors d'une explosion de supernova, laissant derrière elles de spectaculaires nuages de matière interstellaire riche en poussière et en métaux lourds. Au centre du nuage (nébuleuse), le noyau stellaire dense se contracte pour former un étoile à neutrons. UN trou noir peut également se former lorsque la masse du noyau restant est supérieure à environ trois masses solaires.
Une étoile à neutrons est extraordinairement dense, ayant plus de masse que le Soleil entier (1,5 à 2,5 masses solaires) dans un globe d'un diamètre de 10 à 15 km (environ le diamètre d'une ville comme Paris). Sa densité est si élevée qu’un objet de la taille d’un morceau de sucre, constitué d’une étoile à neutrons, pèserait autant que tous les habitants de la Terre.
En raison d’une pression extrême, les électrons et les protons présents dans la matière normale fusionnent, ce qui fait que ces étoiles exotiques sont presque entièrement composées de neutrons. Ce « composé neutronique » génère suffisamment de force pour supporter la pression de gravité vers l’intérieur.
Les étoiles à neutrons nouvellement formées ont des champs magnétiques extrêmement puissants ; des milliers, voire des milliards de fois, plus intenses que n'importe quel champ magnétique que nous pouvons générer dans nos laboratoires. Souvent, les étoiles à neutrons tournent également extrêmement rapidement (jusqu'à des centaines de tours par seconde) et émettent de la lumière à une longueur d'onde radio depuis leurs pôles magnétiques. Ce faisceau ne peut être détecté par les radiotélescopes que lorsqu'il pointe vers la Terre, de la même manière qu'un phare peut être vu uniquement lorsque la lumière est pointée dans la direction d'un observateur. Pour cette raison, le signal radio semble pulsé et ces étoiles à neutrons sont appelées pulsars.
Lorsqu’une étoile à neutrons et une étoile normale tournent à proximité l’une de l’autre, l’étoile à neutrons peut aspirer la matière de son compagnon. Ce matériau tombe à grande vitesse sur l’objet effondré, devient extrêmement chaud et libère de l’énergie sous forme de rayons X. Le puissant champ magnétique de l'étoile interagit avec le gaz flamboyant et peut former des jets. Les systèmes constitués d'une étoile à neutrons « se nourrissant » d'une étoile normale sont connus sous le nom de binaires à rayons X.
