A2 Effondrement gravitationnel

Topique

L'élément central de ce modèle est le noyau de fer d'une étoile massive en fin de vie.

Dans les étoiles de huit à vingt-cinq masses solaires, la fusion nucléaire construit, couche après couche, un noyau de fer qui ne peut plus libérer d'énergie par fusion. Dès que la masse de ce noyau dépasse la limite de pression, il s'effondre en une fraction de seconde. Le rebond de cet effondrement génère une onde de choc qui éjecte les couches externes de l'étoile lors d'une supernova.

Le noyau lui-même devient une étoile à neutrons si sa masse reste inférieure à la limite d'Oppenheimer-Volkoff ; s'il la dépasse, il continue de s'effondrer en un trou noir.

Presque toute l'énergie libérée lors de cet effondrement s'échappe sous forme de neutrinos, et seule une petite fraction de cette énergie est convertie en lumière visible, celle de l'explosion de la supernova.

C’est ce mécanisme d’effondrement gravitationnel – et non le mécanisme thermonucléaire déjà décrit dans un modèle distinct – qui produit, par capture rapide de neutrons, la plupart des éléments lourds de l’univers. Il est également à l’origine des objets compacts qui subiront ultérieurement les réactions de fusion décrites dans un autre modèle. Ainsi, du noyau de fer qui ouvre ce document aux objets compacts qui le concluent, en passant par l’effondrement en une fraction de seconde et la limite d’Oppenheimer-Volkoff qui détermine la frontière entre étoile à neutrons et trou noir, l’effondrement gravitationnel du noyau signifie que la mort violente d’une étoile massive finit par engendrer à la fois les éléments les plus lourds de l’univers et les objets mêmes qui fusionneront plus tard.

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