E7 Objets compacts

Topique

À la fin de leur vie, les étoiles laissent derrière elles des objets compacts de différents types, selon la masse de l'étoile d'origine.

Les naines blanches sont maintenues en vie par la pression de dégénérescence de leurs propres électrons, une pression qui se maintient jusqu'à une limite de masse fixe, d'environ une masse et demie solaire : en dessous de ce seuil, la naine blanche reste stable, mais si sa masse le dépassait, cette même pression de dégénérescence ne serait plus suffisante pour la maintenir.

Les étoiles à neutrons, quant à elles, sont les restes de supernovae d'étoiles beaucoup plus massives que celles qui donnent naissance aux naines blanches, avec des densités extrêmes et une rotation très rapide – rotation qui est précisément ce qui les rend observables sous forme de pulsars. Les trous noirs se forment lorsque la masse d'un reste stellaire dépasse un second seuil, encore plus élevé que celui des naines blanches. Au-delà de ce second seuil, aucune pression connue ne peut arrêter l'effondrement, et toute la matière du reste se concentre à l'intérieur d'un horizon des événements, le rayon de Schwarzschild, dont la taille croît proportionnellement à la masse du trou noir. Le rayonnement de Hawking est un effet quantique par lequel les trous noirs émettent un rayonnement thermique et perdent de la masse très lentement. La température de cette émission est inversement proportionnelle à la masse du trou noir lui-même ; elle est donc totalement négligeable pour les trous noirs de masse stellaire ou supérieure, et ne deviendrait significative que pour des trous noirs hypothétiques beaucoup plus petits. Ainsi, des objets compacts qui ouvrent ce document au rayonnement de Hawking qui le conclut, en passant par le seuil de masse des naines blanches et le second seuil donnant naissance aux trous noirs, les objets compacts font que le destin final d'une étoile est entièrement déterminé par un seul nombre : la masse qu'elle conserve à la fin de sa vie.

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