L’observation dans les rayons X
Un aspect intéressant de la vie des étoiles à neutrons fut découvert lorsque les premières observations du ciel dans le domaine des rayons X eurent lieu.
L’atmosphère terrestre étant opaque à ces rayons, il fallait la dépasser. Ce furent d’abord dans les années 1960 des télescopes placés dans des ballons ou des fusées et qui pouvaient étudier le ciel pendant de courtes périodes. Puis, en 1970, ce fut Uhuru, le premier satellite dans le domaine X, qui mit en évidence plus d’une centaine de sources très puissantes.
Depuis, de nombreux autres satellites d’étude du domaine X nous ont donné une vue plus approfondie. On peut en particulier citer les observatoires Einstein en 1978, ROSAT en 1990, ainsi que Chandra et XMM-Newton tous deux lancés en 1999.
Un disque d’accrétion
La plupart des sources de rayons X sont des étoiles binaires dans lesquelles se produisent un processus de transfert de masse et de création d’un disque d’accrétion. Cependant, dans ce cas, au lieu d’une naine blanche, c’est autour d’une étoile à neutrons que tout se produit.
Soumise à une gravité formidable, la matière qui s’accumule est alors très dense et sa température extrêmement élevée. Elle émet par conséquent un rayonnement thermique à très courtes longueurs d’onde, dans les rayons X.
Les pulsars à rayons X
La plupart du temps, cette émission est continue sans brusque variation. Mais certaines sources X sont variables, avec une période de quelques secondes. Dans ce cas, le gaz qui tombe sur l’étoile à neutrons est soumis à l’influence du champ magnétique et se dirige vers les deux pôles. L’impact du gaz en ces points est extrêmement violent et donne naissance à un rayonnement très puissant.
Comme pour l’émission radio des pulsars, ce rayonnement est localisé dans un faisceau assez étroit qui balaye périodiquement le ciel. Si la Terre se trouve par hasard sur la trajectoire de ce faisceau, elle voit donc périodiquement une petite flambée de rayonnement, d’où le nom de pulsar à rayons X.
Les sursauts de rayons X
Un phénomène semblable à la nova peut également se produire. C’est le cas lorsque la matière du disque d’accrétion n’est pas affectée par le champ magnétique et se répartit sur toute la surface de l’étoile. Étant donné les conditions extrêmes qui y règnent, les réactions nucléaires de fusion de l’hydrogène en hélium se produisent en permanence. Il y a ainsi création, sans événement violent, d’une couche d’hélium à la surface de l’étoile.
Finalement, lorsque la température et la densité sont suffisantes, la combustion de l’hélium se déclenche et une explosion phénoménale se produit. Celle-ci donne lieu à une énorme bouffée de rayonnement appelée un sursaut de rayons X. Le phénomène est beaucoup plus rapide que pour les novae. Il ne dure en tout que quelques secondes, explosion et retour à la normale compris.
Mis à jour le 12/04/2024 par Olivier Esslinger