Les
sources de 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.
Les disques
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.
Une vue de l’amas
globulaire NGC 6266 prise par le satellite Chandra dans les rayons X. La
plupart des points visibles sont des systèmes binaires contenant soit une naine
blanche soit une étoile à neutrons qui dévore la matière de sa compagne. Crédit
: NASA/CXC/MIT/D.
Pooley
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.
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