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Il est bien connu que les collisions planétaires peuvent créer des lunes en orbite autour du résultat de la fusion si elles se produisent correctement, et c'est ainsi que l'on pense que la lune de la Terre s'est formée. Voir les animations sur cette page de l'Université de Durham pour avoir une idée du fonctionnement du mécanisme http://icc.dur.ac.uk/giant_impacts/.
Il me semble qu'il devrait être au moins théoriquement possible que le même processus se produise lorsque des étoiles à neutrons entrent en collision, ce qui produirait d'étranges planètes extrêmement métalliques (ou plutôt de masse atomique moyenne élevée). Cependant, je sais aussi que la physique est très différente à certains égards : les objets en collision sont beaucoup plus denses ; la collision est beaucoup plus énergétique ; la désintégration radioactive crée une explosion d'énergie supplémentaire à partir de toute matière rejetée par les objets ; la gravité et la vitesse sont suffisamment élevées pour que la relativité compte beaucoup ; ils sont probablement sur des orbites très circulaires qui tournent en spirale l'un vers l'autre plutôt que de se heurter à partir des angles que font les protoplanètes ; etc.
Il est également possible que la majeure partie de la masse de l'étoile à neutrons soit jetée et laisse un résidu de faible masse qui pourrait se développer en une planète de poids atomique élevé ou une naine blanche, ou qu'un peu de matière éjectée puisse être jetée. à des vitesses suffisamment similaires (vitesse ET direction) pour finalement fusionner en une planète voyou.
Je me demande simplement si quelqu'un a déjà examiné cela, ou si quelqu'un a une idée pour savoir si cela serait plus ou moins probable que des lunes se formant à partir de collisions planétaires, ou si quelqu'un sait comment tester cela avec des simulations.
ÉDITER: Je viens de comprendre la raison pour laquelle il est probablement impossible pour une planète de se former de la même manière que la Lune s'est formée autour de la Terre : La force vers l'extérieur est bien plus forte que la gravité sauf pour les objets proches, qui seraient à l'intérieur de la limite de Roche de le trou noir ou l'étoile à neutrons qui en résulte et forment ainsi un disque ou un anneau d'accrétion plutôt qu'une planète (en raison du fait que toute planète potentielle serait déchirée par les forces de marée). Je n'ai fait aucun calcul à ce sujet, et ce n'est que mon impression, cependant. De plus, cela ne veut pas dire qu'une planète ne pourrait pas se former à partir des éjectas d'une autre manière ; par exemple, le disque de matière suffisamment proche pour être maintenu en orbite après l'explosion initiale pourrait être expulsé pour inclure une région de formation de planète en dehors de la limite de Roche au cours d'une phase ultérieure de l'événement.
MODIFIER 2: J'ai eu une idée de la façon dont cela pourrait se produire, mais je pense que cela pourrait vraiment être une question différente. L'idée est que, si une autre étoile était dans le même système qu'une kilonova (collision entre des restes stellaires qui éjectent de la matière et du rayonnement), la kilonova pourrait laisser suffisamment de l'étoile pour rester dans le système, ou peut-être laisser assez de matière pour l'autre star pour le capturer en quelque sorte. Une chose à propos de ce scénario, cependant, est que l'idée d'une autre étoile étant dans le même système qu'une fusion binaire compacte implique plutôt que cette troisième étoile a déjà été touchée par au moins une supernova, peut-être plusieurs et peut-être plusieurs novae, selon si un binaire parasite a été formé. (Ceci ne s'appliquerait pas si la troisième étoile était capturée dans le système après que les deux autres étoiles soient déjà mortes.) Les supernovae sont plus fortes que les kilonovae en termes d'énergie qui est projetée, donc la supernova précédente aurait déjà eu un effet plus fort sur l'objet. Je crois que les kilonovae sont censées produire des éléments plus lourds que n'importe quel type de supernova, donc les étoiles touchées par les kilonovae seraient de composition différente de celles touchées par les supernovae, mais c'est toujours la même question : quel genre de restes peuvent survivre à partir d'étoiles frappées par supernovae/kilonovae/novae à courte distance. Je pense qu'il est assez évident que cela pourrait former une sorte de reste, peut-être en fonction de la distance à la troisième étoile, donc cela répond déjà à ma question, bien que je ne sache pas quelles compositions sont possibles ou quelles masses sont probables, mais je pense c'est vraiment une question différente qui devrait probablement être posée séparément si moi ou quelqu'un d'autre voulons qu'on y réponde sur ce site.
Il semble y avoir eu quelques études sur les propriétés des disques de repli potentiels formés après les fusions d'étoiles à neutrons, par exemple :
- Rosswog (2007) " Accrétion de repli à la suite d'une fusion binaire compacte "
- Cannizzo et al. (2011) « Disques de secours dans les rafales de rayons gamma longues et courtes »
- Lyutikov (2013) "Le modèle électromagnétique des GRB courts, la nature des queues rapides, les GRB longs sans supernova et l'accrétion épisodique hautement efficace"
Ces études se concentrent sur l'explication du torchage des rayons X à la suite des sursauts gamma plutôt que sur le potentiel de former des planètes exotiques dans ces environnements. Il semble assez probable qu'une sorte de disque se forme autour du reste d'une fusion d'étoiles à neutrons, mais il fera extrêmement chaud et probablement si proche du reste qu'il sera incapable de former des planètes.
Comme indiqué dans Menou et al. (2001) « Stability and Evolution of Supernova Fallback Disks », la formation des planètes dans les disques de secours dépend des délais de refroidissement du disque et du temps nécessaire pour se propager au-delà de la limite de Roche : si le disque devient neutre avant de se propager au-delà de la limite de Roche , l'étalement devient tributaire des interactions au sein du disque de roches restant. S'ils envisagent le cas de la fusion des naines blanches (notant que ce scénario conduit à un environnement plus favorable pour les planètes que les disques de repli post-supernova autour des trous noirs ou des étoiles à neutrons), ils n'étudient pas le cas de la fusion des étoiles à neutrons.
qui produirait d'étranges planètes à très haute métallicité
Mon, quinze cents: "étoile à neutrons" appelée ainsi, car elle est constituée à peine de neutrons, pas de métaux, comme le fer/fer qui est le noyau de la Terre.
10 km de diamètre, plus lourd que le Soleil des millions de fois. C'est un tas de neutrons très lourd sur une place comme la ville de Moscou.
Les frontières entre les atomes effacées et l'étoile entière - comme un gros atome, avec "tridizillion" de neutrons, chaque étoile peut prendre 10^google*x - place dans le tableau périodique de Mendeleev.
Probablement, même si vous pouviez faire entrer en collision deux de ces corps - extraire une partie de sa matière dans l'orbite commune, ce ne serait pas des métaux, certainement pas un fer - qui est le produit de la combustion d'étoiles primaires... Ce serait des neutrons purs... "Étoile à neutrons".
Soit dit en passant, les trous noirs - sont le résultat de telles collisions…
Les astronomes viennent de prouver l'incroyable origine de presque tout l'or, le platine et l'argent dans l'univers
Le platine et l'or sont parmi les substances les plus précieuses sur Terre, chacune rapportant environ 1 000 $ l'once.
Cependant, leur attrait peut devenir plus fort – et plus étrange – grâce à une nouvelle découverte révolutionnaire sur leurs origines violentes, radioactives et cosmiques.
Lundi, des scientifiques qui ont remporté un prix Nobel pour leur découverte des ondes gravitationnelles, ou ondulations dans le tissu spatial, ont annoncé la première détection de la collision de deux étoiles à neutrons.
L'équipe a alerté les astronomes du monde entier de l'événement juste après qu'il se soit produit, les aidant à pointer des télescopes directement sur les lieux de l'accident et à enregistrer des observations sans précédent des conséquences en lumière visible, ondes radio, rayons X et rayons gamma.
Les deux étoiles à neutrons ont très probablement fusionné pour former un trou noir, bien que le minuscule morceau d'étoile à neutrons qui s'est échappé – et a formé de nouveaux éléments – pourrait être recyclé en planètes comme la Terre où des extraterrestres pourraient éventuellement déterrer les métaux comme nous l'avons fait.
"Les calculs que nous avons effectués suggèrent que la majeure partie de la matière issue de cet événement se trouvait dans un disque tourbillonnant autour d'un trou noir. La moitié de cette matière est tombée et la moitié a été éjectée", Brian Metzger, astrophysicien à l'Université Columbia qui l'un des quelque 4 000 chercheurs impliqués dans la découverte, a déclaré Business Insider. « L'affaire qui s'est retrouvée dans votre alliance aurait tout aussi bien pu tomber. »
Les astronomes ont détecté la fusion à 130 millions d'années-lumière, dans la galaxie NGC 4993, le matin du 17 août.
"Cela va avoir un impact plus important sur la science et la compréhension humaine, à bien des égards, que la première découverte des ondes gravitationnelles", a déclaré à Business Insider Duncan Brown, astronome à l'Université de Syracuse et membre de la collaboration de recherche. "Nous allons être perplexes sur les observations que nous avons faites avec les ondes gravitationnelles et avec la lumière pour les années à venir."
Larry Neutron Star Collision Q&A.jpg
Pourquoi la découverte optique de la fusion est-elle passionnante ?
Ce qui est passionnant, ce n'est pas tant la découverte optique en soi, mais plutôt la découverte combinée à travers le spectre électromagnétique et les ondes de gravité. C'est passionnant pour de nombreuses raisons : observer le même événement avec à la fois des ondes gravitationnelles et de la lumière permet d'obtenir beaucoup plus d'informations qu'avec une seule méthode et signifie vraiment que le domaine de l'astronomie des ondes gravitationnelles a pris tout son sens.
Les observations radio indiquent une explication probable des phénomènes de fusion d'étoiles à neutrons
Trois mois d'observations avec le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation ont permis aux astronomes de se concentrer sur l'explication la plus probable de ce qui s'est passé à la suite de la violente collision d'une paire d'étoiles à neutrons dans une galaxie 130 millions d'années-lumière de la Terre. Ce qu'ils ont appris signifie que les astronomes pourront voir et étudier beaucoup plus de telles collisions.
Le 17 août 2017, les observatoires d'ondes gravitationnelles LIGO et VIRGO se sont combinés pour localiser les faibles ondulations dans l'espace-temps causées par la fusion de deux étoiles à neutrons superdenses. C'était la première détection confirmée d'une telle fusion et seulement la cinquième détection directe d'ondes gravitationnelles, prédite il y a plus d'un siècle par Albert Einstein.
Les ondes gravitationnelles ont été suivies d'explosions de rayons gamma, de rayons X et de lumière visible provenant de l'événement. Le VLA a détecté les premières ondes radio provenant de l'événement du 2 septembre. C'était la première fois qu'un objet astronomique était vu avec à la fois des ondes gravitationnelles et des ondes électromagnétiques.
La synchronisation et la force du rayonnement électromagnétique à différentes longueurs d'onde ont fourni aux scientifiques des indices sur la nature des phénomènes créés par la collision initiale neutron-étoile. Avant l'événement d'août, les théoriciens avaient proposé plusieurs idées - des modèles théoriques - sur ces phénomènes. En tant que première collision de ce type à être positivement identifiée, l'événement d'août a fourni la première occasion de comparer les prédictions des modèles aux observations réelles.
Les astronomes utilisant le VLA, ainsi que l'Australian Telescope Compact Array et le Giant Metrewave Radio Telescope en Inde, ont régulièrement observé l'objet à partir de septembre. Les radiotélescopes ont montré que l'émission radio gagnait régulièrement en puissance. Sur cette base, les astronomes ont identifié le scénario le plus probable pour les conséquences de la fusion.
"L'éclaircissement progressif du signal radio indique que nous assistons à un écoulement de matière à grand angle, se déplaçant à des vitesses comparables à la vitesse de la lumière, à partir de la fusion d'étoiles à neutrons", a déclaré Kunal Mooley, maintenant un Observatoire national de radioastronomie (NRAO) Boursier postdoctoral Jansky hébergé par Caltech.
Les mesures observées aident les astronomes à comprendre la séquence des événements déclenchés par la collision des étoiles à neutrons.
La fusion initiale des deux objets superdenses a provoqué une explosion, appelée kilonova, qui a propulsé une coquille sphérique de débris vers l'extérieur. Les étoiles à neutrons se sont effondrées dans un vestige, peut-être un trou noir, dont la puissante gravité a commencé à attirer de la matière vers elle. Ce matériau a formé un disque à rotation rapide qui a généré une paire de jets de matériau étroits et ultrarapides s'écoulant vers l'extérieur de ses pôles.
Si l'un des jets avait été pointé directement vers la Terre, nous aurions vu un sursaut de rayons gamma de courte durée, comme beaucoup d'autres auparavant, ont déclaré les scientifiques.
"Ce n'était clairement pas le cas", a déclaré Mooley.
Certaines des premières mesures de l'événement d'août suggèrent plutôt que l'un des jets pourrait avoir été pointé légèrement à l'écart de la Terre. Ce modèle expliquerait le fait que l'émission radio et de rayons X n'ait été vue que quelque temps après la collision.
"Ce modèle simple - d'un jet sans structure (un soi-disant jet à chapeau haut de forme) vu hors de l'axe - aurait l'émission radio et les rayons X devenant lentement plus faibles. Alors que nous regardions le renforcement de l'émission radio, nous réalisé que l'explication nécessitait un modèle différent », a déclaré Alessandra Corsi, de la Texas Tech University.
Les astronomes se sont tournés vers un modèle publié en octobre par Mansi Kasliwal de Caltech et ses collègues, et développé par Ore Gottlieb, de l'Université de Tel Aviv, et ses collègues. Dans ce modèle, le jet ne sort pas de la sphère des débris d'explosion. Au lieu de cela, il rassemble les matériaux environnants au fur et à mesure qu'il se déplace vers l'extérieur, produisant un large "cocon" qui absorbe l'énergie du jet.
Les astronomes ont privilégié ce scénario sur la base des informations qu'ils ont recueillies en utilisant les radiotélescopes. Peu de temps après les premières observations du site de fusion, le voyage annuel de la Terre autour du Soleil a placé l'objet trop près du Soleil dans le ciel pour que les télescopes à rayons X et à lumière visible puissent l'observer. Pendant des semaines, les radiotélescopes ont été le seul moyen de continuer à recueillir des données sur l'événement.
"Si les ondes radio et les rayons X proviennent tous deux d'un cocon en expansion, nous avons réalisé que nos mesures radio signifiaient que, lorsque l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA pourrait à nouveau observer, il trouverait les rayons X, comme les ondes radio , avait pris de l'ampleur", a déclaré Corsi.
Mooley et ses collègues ont publié un article avec leurs mesures radio, leur scénario préféré pour l'événement et cette prédiction en ligne le 30 novembre. Chandra devait observer l'objet les 2 et 6 décembre.
"Le 7 décembre, les résultats de Chandra sont sortis et l'émission de rayons X s'est éclaircie comme nous l'avions prévu", a déclaré Gregg Hallinan, de Caltech.
"L'accord entre les données radio et les rayons X suggère que les rayons X proviennent du même flux qui produit les ondes radio", a déclaré Mooley.
"C'était très excitant de voir notre prédiction confirmée", a déclaré Hallinan. Il a ajouté : "Une implication importante du modèle du cocon est que nous devrions être capables de voir beaucoup plus de ces collisions en détectant leurs ondes électromagnétiques, pas seulement leurs ondes gravitationnelles."
Mooley, Hallinan, Corsi et leurs collègues ont rapporté leurs découvertes dans la revue scientifique Nature.
L'incroyable collision d'étoiles à neutrons de l'année dernière a probablement produit une étoile à neutrons hypermassive
L'année dernière, des chercheurs ont détecté la première collision d'étoiles à neutrons. Ce fut une découverte d'époque. L'événement a été détecté à la fois avec des observatoires traditionnels (des ondes radio aux rayons gamma) et des observatoires d'ondes gravitationnelles, la première observation du genre. Parmi la confirmation de nombreuses hypothèses, la fusion a également déclenché un mystère. Quel genre d'objet s'est formé dans cette collision ?
D'après sa masse, il pourrait s'agir d'un trou noir ou d'une étoile à neutrons. Cet été, une équipe a affirmé que la fusion avait très probablement créé un trou noir. Mais une nouvelle analyse de la détection des ondes gravitationnelles semble suggérer que l'objet résultant est une étoile à neutrons hypermassive. Ceci est rapporté dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Les chercheurs Maurice van Putten de l'Université de Sejong en Corée du Sud et Massimo Della Valle de l'Osservatorio Astronomico de Capodimonte en Italie ont examiné les données recueillies par les observatoires des ondes gravitationnelles et ont remarqué qu'après le « pépiement » distinct de la fusion, il y avait un signal descendant. Ce signal est cohérent avec une étoile à neutrons mais pas avec un trou noir.
« Nous sommes encore à l'ère pionnière de l'astronomie des ondes gravitationnelles. Il est donc avantageux d'examiner les données en détail", a déclaré van Putten dans un communiqué. "Pour nous, cela a vraiment porté ses fruits, et nous avons pu confirmer que deux étoiles à neutrons ont fusionné pour en former une plus grande."
L'étoile à neutrons formée dans cette collision est 2,7 fois la masse de notre Soleil, proche de la limite supérieure possible de la taille que peuvent atteindre les étoiles à neutrons avant de s'effondrer dans des trous noirs. Une autre étoile à neutrons, connue sous le nom de PSR J1748-2021B, a une taille similaire et les deux scientifiques pensent qu'elle aurait pu avoir la même origine.
Des travaux antérieurs ont examiné la lumière émise par l'objet, qui n'était pas aussi brillante qu'elle devrait l'être si l'objet était une étoile à neutrons. Compte tenu de la masse et du profil de lumière, un trou noir semblait être le meilleur pari. Cette étude renverse cette image mais nous laisse clairement plus de questions.
Les étoiles à neutrons et les trous noirs sont des objets complexes et il est probable qu'il nous manque plusieurs facteurs importants liés à leur comportement et à leur évolution. Davantage d'observations sont nécessaires pour renforcer notre compréhension des collisions d'étoiles à neutrons. Les trois observatoires d'ondes gravitationnelles - les deux installations LIGO et l'interféromètre Virgo - seront bientôt de retour en ligne après un arrêt technique et l'année prochaine, ils seront accompagnés du détecteur d'ondes gravitationnelles Kamioka (KAGRA) au Japon. Ce n'est que le début de l'astronomie des ondes gravitationnelles.
Nous avons deux façons de mesurer l'expansion de l'Univers, mesurer la luminosité et la vitesse des étoiles pulsantes et explosives et en observant les fluctuations du rayonnement de l'Univers primitif. Mais ces deux méthodes donnent des réponses différentes.
En 2019, JHU (John Hopkins University) a publié une étude sur l'expansion de l'Univers. L'étude a confirmé que la L'univers s'étend environ 9% plus vite que prévu sur la base de sa trajectoire vue peu de temps après le big bang.
L'étude a été dirigée par Adam Riess, Bloomberg professeur distingué de physique et d'astronomie à l'Université Johns Hopkins et Lauréat du Prix Nobel.
L'équipe a analysé la lumière de 70 étoiles dans notre galaxie voisine, le Grand Nuage de Magellan, avec une nouvelle méthode qui a permis de capturer des images rapides de ces étoiles. Les étoiles, appelées variables céphéides, s'éclaircissent et s'assombrissent à des taux prévisibles qui sont utilisés pour mesurer les distances intergalactiques proches.
Mais cela ne satisfait toujours pas les scientifiques du monde entier, et ils recherchent toujours un taux d'expansion, encore une fois en 2019, la recherche a été effectuée par le professeur Wendy Freedman, une vétéran constante de Hubble décorée qui a publié ses recherches pour la première fois en 2000.
Freedman et son équipe ont annoncé une nouvelle mesure de la constante de Hubble à l'aide d'une étoile géante rouge. Leurs observations faites avec le télescope spatial Hubble de la NASA indiquent que le taux d'expansion de l'Univers est d'un peu moins de 70 kilomètres par seconde par mégaparsec – légèrement inférieur à leur mesure précédente, source.
La constante de Hubble est le paramètre cosmologique qui définit l'échelle, la taille et l'âge absolus de l'univers. C'est l'un des moyens les plus directs dont nous disposons pour quantifier l'évolution de l'univers », a déclaré Freedman, professeur d'astronomie à l'université John et Marion Sullivan. et l'astrophysique et un astronome de renommée mondiale.
Même s'il y a encore un débat en cours sur la vitesse à laquelle l'Univers s'étend, beaucoup le trouvent étrange.
Éclats de mystère
Les étoiles à neutrons sont des noyaux compacts remplis de neutrons qui restent lorsque des étoiles massives meurent dans des explosions de supernova. Une cuillère à café d'étoile à neutrons pèserait jusqu'à un milliard de tonnes. Leur structure interne n'est pas complètement comprise. Leur agrégation occasionnelle non plus en paires binaires d'étoiles étroitement liées qui orbitent l'une autour de l'autre. Les astronomes Joe Taylor et Russell Hulse ont trouvé la première paire de ce type en 1974, une découverte qui leur a valu le prix Nobel de physique en 1993. Ils ont conclu que ces deux étoiles à neutrons étaient destinées à s'écraser l'une contre l'autre dans environ 300 millions d'années. Les deux étoiles nouvellement découvertes par LIGO ont mis beaucoup plus de temps à le faire.
L'analyse de Berger et de son équipe suggère que la paire nouvellement découverte est née il y a 11 milliards d'années, lorsque deux étoiles massives sont devenues une supernova à quelques millions d'années l'une de l'autre. Entre ces deux explosions, quelque chose a rapproché les étoiles, et elles ont continué à tourner en rond pendant la majeure partie de l'histoire de l'univers. Les résultats sont "en excellent accord avec les modèles de formation d'étoiles à neutrons binaires", a déclaré Berger.
La fusion a également résolu un autre mystère qui a vexé les astrophysiciens au cours des cinq dernières décennies.
Le 2 juillet 1967, deux satellites américains, Vela 3 et 4, ont repéré un éclair de rayonnement gamma. Les chercheurs ont d'abord soupçonné un essai nucléaire secret mené par l'Union soviétique. Ils ont vite réalisé que ce flash était autre chose : le premier exemple de ce qui est maintenant connu sous le nom de sursaut de rayons gamma (GRB), un événement d'une durée allant de quelques millisecondes à quelques heures qui "émet certains des rayonnements les plus intenses et les plus violents de tout objet astrophysique, », a déclaré Dent. L'origine des GRB a été une énigme, même si certaines personnes ont suggéré que les sursauts gamma dits «courts» (d'une durée inférieure à deux secondes) pourraient être le résultat de fusions d'étoiles à neutrons. Il n'y avait aucun moyen de vérifier directement jusqu'à présent.
Dans un autre signe de bonne fortune, il se trouve que le 17 août, le télescope spatial Fermi à rayons gamma et le Laboratoire international d'astrophysique à rayons gamma (Integral) pointaient en direction de la constellation de l'Hydre. Tout comme LIGO et Virgo ont détecté des ondes gravitationnelles, les télescopes spatiaux à rayons gamma ont détecté un GRB faible et, comme LIGO et Virgo, ont émis une alerte.
Une fusion d'étoiles à neutrons devrait déclencher un sursaut gamma très puissant, la majeure partie de l'énergie étant libérée dans un faisceau assez étroit appelé jet. Les chercheurs pensent que le signal GRB frappant la Terre était faible uniquement parce que le jet pointait à un angle éloigné de nous. La preuve est arrivée environ deux semaines plus tard, lorsque les observatoires ont détecté les émissions de rayons X et radio qui accompagnent un GRB. “Cela fournit une preuve irréfutable que les sursauts gamma courts normaux sont produits par des fusions d'étoiles à neutrons », a déclaré Berger. "C'est vraiment le premier lien direct et convaincant entre ces deux phénomènes."
Hughes a déclaré que les observations étaient les premières dans lesquelles "nous avons définitivement associé un court sursaut gamma à un ancêtre". Les résultats indiquent qu'au moins certains GRB proviennent de collisions d'étoiles à neutrons, bien qu'il soit trop tôt pour dire s'ils le font tous.
Science : Pulsar a « cannibalisé » les planètes d'une autre étoile
Une planète récemment découverte qui entoure un pulsar a peut-être été « cannibalisée »
lorsque la planète et son étoile mère sont entrées en collision avec le pulsar, selon
aux astronomes de Cambridge. L'étoile elle-même aurait été détruite en
la rencontre.
Les astronomes de Jodrell Bank ont découvert le pulsar avec une planète plus tôt
cette année (New Scientist, Science, 27 juillet). La planète tourne autour du pulsar,
connu sous le nom de PSR 1829-10, à environ la même distance que la Terre orbite autour
le soleil.
Les théoriciens ont été déconcertés parce qu'un pulsar, ou étoile à neutrons, est le
relique d'une supernova, selon les théories standard. De droit, la supernova
l'explosion aurait dû détruire n'importe quelle planète aussi proche.
Philip Podsiadlowski et Martin Rees, à l'Institut d'astronomie de Cambridge,
avec Jim Pringle, du Space Telescope Science Institute à Baltimore,
Maryland, suggèrent maintenant qu'un pulsar à l'origine solitaire a acquis cette planète
d'une autre étoile (Nature, vol 352, p 783). Si une étoile à neutrons passait
à moins d'un million de kilomètres d'une étoile comme le Soleil, sa gravité déchirerait
l'étoile à part. Le gaz résultant entourerait l'étoile à neutrons pour former
une grande atmosphère ténue, qui s'envolerait progressivement dans l'espace au cours
une période d'environ 100 000 ans, pour laisser un système constitué d'un neutron
étoile avec une ou plusieurs planètes.
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« Il y a une chance sur un milliard que le Soleil subisse une collision
comme ça, dit Podsiadlowski. Si la plupart des étoiles de la Galaxie ont
planètes, alors les collisions auraient dû conduire à environ 100 étoiles à neutrons avec
planètes.
Mais le taux de collisions serait beaucoup plus élevé dans les amas globulaires,
qui sont des agglomérations denses d'étoiles. Selon Podsiadlowski, PSR
1829-10 pourrait se trouver dans un amas globulaire : cette partie du ciel est épaisse de
poussière interstellaire qui cacherait l'amas. Le plan des astronomes de Cambridge
rechercher un amas globulaire avec un télescope infrarouge qui peut voir à travers
la poussière.
Une autre possibilité est que le pulsar ne soit pas né dans une explosion de supernova.
L'équipe de Cambridge a une deuxième suggestion : que le système consistait à l'origine
de deux étoiles naines blanches en orbite l'une autour de l'autre. La gravité du plus
naine blanche massive a déchiré son compagnon, pour former un disque dense de
gaz. Une partie de ce gaz est tombée sur la naine blanche, la faisant s'effondrer pour devenir
une étoile à neutrons. La matière restant dans le disque s'est condensée en corps le
taille des planètes.
Dans le même numéro de Nature (p 763), Peter Dawson de l'Université Trent
en Ontario suggère que ce pulsar pourrait s'être formé à partir de l'effondrement de
une seule naine blanche. Cette naine blanche avait commencé sa vie comme une star comme la
Soleil, complet avec un système planétaire. Les planètes ont survécu à la douce conversion
de l'étoile en naine blanche. La naine blanche était plus lourde que la naturelle
limite de poids pour ce genre d'étoile, mais a d'abord été maintenue stable par son
haute température. En refroidissant, il s'est spontanément effondré en un neutron
étoile avec des planètes.
6 réponses 6
Je souhaite m'appuyer sur des réponses déjà existantes :
D'abord et avant tout, l'état de la matière dans une étoile à neutrons sort de l'ordinaire au point de supposer que le "bon sens" s'applique. Il est formé de particules subatomiques qui ne forment pas d'atomes réels.
En fait, vous pourriez comparer l'étoile à neutrons avec les étapes initiales du Big Bang, avant la formation des atomes.
Maintenant, si vous récupérez une assez grande poussière de neutrons, que se passerait-il ? Mathaddict prétend qu'il exploserait, je ne suis pas si sûr mais la partie la plus intéressante est que les neutrons isolés ont une demi-vie de 14 minutes et 42 secondes dans un processus qui produira un proton, un électron et un antineutrino.
Et qu'est-ce qu'un proton + un électron ? Un atome d'hydrogène. Peut-être que certains des protons se combineraient avec des neutrons (encore non convertis) pour former du deutérium, ou même de l'hélium en se combinant avec d'autres protons, mais c'est essentiellement tout ce que vous en obtiendriez (encore une fois, la comparaison avec le Big Bang).
Maintenant, la dernière question serait de savoir si 100 000 ans suffiraient pour construire une géante gazeuse (le seul type de planète que vous puissiez obtenir) à partir d'hydrogène et d'hélium uniquement. Je manque cruellement de cet aspect, mais je doute que -même en tenant compte du fait que l'existence d'autres éléments dans le système solaire puisse provoquer des mouvements gravitationnels qui augmentent les chances de concentration du gaz- 100 000 ans seraient suffisants.
Une possibilité lointaine, cependant, serait si le nuage de gaz était traversé par une planète déjà existante qui servait de "noyau" pour "aspirer" tout le gaz qui l'entoure. Et même dans ce cas, je ne suis pas sûr qu'après 100 000 tours vous n'obtiendriez guère plus qu'une "roche avec beaucoup d'hydrogène autour" et non une vraie géante gazeuse.
Pour que cela se produise, vous avez besoin que l'étoile à neutrons soit touchée par quelque chose qui ne fusionnera pas avec elle. De bons candidats sont un sursaut gamma de près, ou une autre étoile à neutrons qui passe.
La vitesse d'échappement des étoiles à neutrons est dans la gamme relativiste. La majeure partie de la masse va simplement retomber. Quelle que soit la masse perdue, le système sera proche de la vitesse de la lumière. Une telle masse peut se reformer sous forme de planètes voyous quittant la galaxie, surtout si elles sortent du plan de la galaxie.
Quant à l'étoile, elle se dilatera en fait à partir de la masse perdue, car la pression dégénérée sur elle sera réduite. Une fois qu'elle aura perdu suffisamment de masse, elle redeviendra une petite étoile ordinaire, morte ou mourante. À ce stade, les vitesses de fuite seront beaucoup plus faibles et certains débris peuvent se reformer en planètes gazeuses autour d'elle.
Pour le profane que j'ai des étoiles à neutrons, elles sont créées une fois que la gravité est suffisamment forte pour surmonter la pression de dégénérescence qui maintient les nucléons séparés dans le noyau atomique conventionnel. Par conséquent, chaque atome s'effondre en de plus en plus de neutrons à mesure qu'il se rapproche du centre de l'étoile.
De là, il s'ensuit que toute substance s'aventurer sur ou dans une étoile à neutrons serait soumise à la même pression, s'effondrant également en neutrons.
Cela exclut donc à peu près tout moyen basé sur la matière (cuillères et autres, explosifs, etc.)
Pour surmonter l'attraction gravitationnelle d'une étoile à neutrons, on pourrait utiliser un trou noir, ce qui est l'étape suivante dans le niveau de monstruosité cosmique. Cependant, j'ai peur que il serait plus facile pour un chameau de traverser une étoile à neutrons qu'un dromadaire pour échapper à un trou noir.
En supposant que l'on puisse contrôler soigneusement la position du trou noir par rapport à l'étoile à neutrons, de sorte qu'il soit maintenu après la limite de Roche et puisse se désagréger mais ne pas tomber dans le trou noir.
Cependant, je crains que le relâchement soudain de la pression n'entraîne une explosion énergétique déclenchée par la force faible. Cela pourrait faire un fantastique bombe puissante, mais pas pour une planète. (pour référence visuelle, les minéraux collectés dans les profondeurs de la croûte terrestre ont également tendance à exploser en raison de la libération soudaine de pression, et ils ne supportent pas du tout une force forte)
Cela fait pas mal de questions. Je pense qu'il est préférable de les prendre un à la fois.
- L'état des atomes est-il permanent ? Premièrement, ce ne sont pas du tout des atomes, dans une étoile à neutrons, cela n'a pas vraiment de sens de parler d'atomes. Ensuite, permanent (en ce qui concerne l'état de la matière), dans le contexte d'enlever un peu à l'étoile et de la gravité qui la maintient dans ce type d'état, non, ce n'est pas permanent.
- Si vous en retiriez une tasse de l'étoile (peu importe comment), cela s'étendrait-il à quelque chose se rapprochant de sa densité d'origine ? Premièrement, s'étendrait-il, oui, il s'étendrait dans une très grande explosion dans laquelle il y aurait tellement d'énergie libérée qu'il ne formerait pas du tout une planète, juste une explosion géante de matière exotique subissant une décomposition constante et provoquant plus d'explosions au fur et à mesure qu'il se décompose. Deuxièmement, ce que vous entendez par sa densité d'origine n'est pas clair, si vous deviez collecter tous les morceaux explosés de l'explosion après son refroidissement, elle aurait une densité proche de celle de la matière ordinaire (je suppose qu'avec cela beaucoup d'énergie, ce serait surtout de l'hydrogène, mais je ne pense pas qu'il soit possible de le savoir).
- Comment faire sortir cette masse de l'étoile à neutrons en la frappant avec quelque chose ? Toute méthode qui a suffisamment d'énergie pour briser l'étoile à neutrons pour en retirer des morceaux, fournirait également à l'étoile suffisamment d'énergie pour se briser entièrement. Vous auriez à inventer une sorte de méthode imaginaire pour le faire et pour éviter les problèmes associés à l'explosion de la masse afin d'avoir cette forme une planète de la manière que vous avez décrite.
Est-ce une prémisse vraie ou fausse que la condition des atomes à ce point n'est pas permanente ? Pour autant que nous le sachions, oui, c'est vrai.
If you scooped out a cup of neutron star matter and tossed it a long distance away from the star. would it expand to something approximating its original density? Not likely (again, as far as we know).
Assuming this is believable, what mass + force could be brought against a neutron star to cause it to shatter such that the resulting debris does not fall back together quickly (quickly <= 100,000 years) but allows the mass to expand — thereby forming planets? Just about anything with mass moving at relativistic speeds, and hitting at the correct angle.
I liken this to the formation theories of the planet Mercury. Mercury has an unusual composition of elements, compared to what is expected in most planetary creation methods known. One predominant theory, for a while, was that Mercury had originally formed 'normally', but then had a head on collision with another planet sized object, causing the apparently missing elements from the planet's mantel to be vaporized and blown away by solar wind. But this 'head on collision' theory didn't account for some of the materials that were still on the planet's surface, which should also have been vaporized and blown away, and it didn't account for the pieces of the two planets that should then start orbiting the Sun, but aren't. So the theory was adjusted to a 'glancing blow' instead of a head on collision. This allowed most of the surface (the side away from the colision) to remain cool enough not to vaporize the stuff that the head on version would have blown away, and also greatly reduces the amount of shrapnel that would be orbiting the sun, most of it falling back to Mercury, or falling into the Sun, or following the other planet as it exited the solar system or whatever happened to it.
Now, if such a collision had taken place farther from the sun, the debris would not have been so easily absorbed by the sun. And this is actually what is widely regarded as the method the Earth and Moon were formed from. Earth(instead of Mercury) was impacted by something, but this time (most of) the Debris didn't get sucked in to the Sun, instead some fell back to Earth, some formed the Moon, and some flew away to who-knows-where.
Now we have the basis for the Neutron star collision. Something hits it, and it's either very big and moving very fast, or it's not so big and moving VERY fast.
Neutron stars are thought to be between 1.4 and 3 solar masses. Bigger and they become black holes, and smaller and they wouldn't form in the first place. However, they can theoretically be as small as just over 1 solar mass, and still maintain enough gravity to avoid becoming a nuclear explosion rivaling a supernova.
So, if you want to re-form this stellar system from scratch, then it's a head on collision, the Neutron star blows itself to Protons(mostly), and you've got a new proto-star cloud, and stellar and planetary accretion start over.
If you want the Neutron star to remain, then it's a glancing blow, a large chunk comes off, but a small enough amount that the main star has enough gravity to stay a neutron star. The broken chunk blows itself to protons(mostly), since it doesn't have enough gravity itself to avoid it, and you have an accretion disk around a neutron star, which can be used to form planets. Neutron stars are also thought to have a heavy element 'crust', not pure 'neutronium" surfaces, so that might even form rocky planets.
If you want the original Neutron star to remain, but revert (more-or-less-'immediately') back to some other type of more 'normal' star . sorry, no way to do that without much more hand-waving than I've already done here.
How likely are planets to form after neutron star collisions? - Astronomie
A Tour of A New Signal for a Neutron Star Collision Discovered
(Credit: NASA/CXC/A. Hobart)
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A bright burst of X-rays has been discovered by NASA's Chandra X-ray Observatory in a galaxy 6.6 billion light years from Earth. This event likely signaled the merger of two neutron stars and could give astronomers fresh insight into how neutron stars &mdash dense stellar objects packed mainly with neutrons &mdash are built.
When two neutron stars merge they produce jets of high energy particles and radiation fired in opposite directions. If the jet is pointed along the line of sight to the Earth, a flash, or burst, of gamma rays can be detected. If the jet is not pointed in our direction, a different signal is needed to identify the merger.
The detection of gravitational waves &mdash ripples in spacetime &mdash is one such signal. Now, with the observation of a bright flare of X-rays, astronomers have found another signal, and discovered that two neutron stars likely merged to form a new, heavier and fast-spinning neutron star with an extraordinarily strong magnetic field.
Chandra observed the source, dubbed XT2, as it suddenly appeared and then faded away after about seven hours. The source is located in the Chandra Deep Field-South, the deepest X-ray image ever taken that contains almost 12 weeks of Chandra observing time, taken at various intervals over several years. The source appeared on March 22nd, 2015 and was discovered later in analysis of archival data.
This result is important because it gives astronomers a chance to learn about the interior of neutron stars, objects that are so dense that their properties could never be replicated on Earth.
A Quick Look at A New Signal for a Neutron Star Collision Discovered
(Credit: NASA/CXC/A. Hobart)
[Runtime: 1:08]
A bright blast of X-rays from a source in a distant galaxy has led astronomers to a fascinating discovery.
Neutron stars are dense stellar objects that contain extreme physical conditions that are impossible to replicate on Earth.
Occasionally, they can merge with each other. Until now, every neutron star merger seen has been followed by a flash of gamma rays.
This new source, dubbed XT2, is different. Scientists saw it changing in X-rays in Chandra data from 2015.
By comparing the Chandra observations to theoretical models, researchers identified XT2 as a neutron star merger.
This new finding will help astronomers learn more about the interior of neutron stars and give them a new method for finding mergers between them.
Timelapse
(Credit: NASA/CXC/Uni. of Science and Technology of China/Y. Xue et al)
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