Fusjon av nøytronstjerner

En sammensmelting av nøytronstjerner er en spesiell type stjernekollisjon . Den genererer gravitasjonsbølger og Gamma Ray Bursts , og produseres ved r prosessen av atomkjerner tunge (med atomnummer større enn jernets ).

Teori

Å slå sammen to nøytronstjerner skjer på samme måte som kollisjonen mellom to hvite dverger (opprinnelig en liten brøkdel av supernovaer av type Ia ). Når to nøytronstjerner kretser rundt hverandre på kort gjensidig avstand, avtar denne avstanden over tid på grunn av gravitasjonsstråling . De to stjernene møtes til slutt og smelter sammen, og sender ut materie og fotoner . Det som gjenstår av de to stjernene blir en mer massiv nøytronstjerne eller et svart hull, avhengig av om massen av denne resten er under Oppenheimer-Volkoff-grensen (fremdeles dårlig forstått).

Sammenslåingen av to nøytronstjerner genererer, innen ett eller to millisekunder , et magnetfelt på billioner ganger sterkere enn jordens magnetfelt . Denne hendelsen er sannsynligvis årsaken til kortvarige gammastråleutbrudd. Det antas også at sammensmeltinger av nøytronstjerner produserer kilonovaer , som er forbigående kilder til elektromagnetisk stråling ved lengre bølgelengder , på grunn av det radioaktive forfallet av tunge kjerner produsert av r-prosessen under fusjonsprosessen.

I tillegg kan overflod av tunge elementer observert som curium , uran , gull eller plutonium i begynnelsen av solsystemet skyldes en sammensmelting av nøytronstjerner rundt 1000  al av solsystemet. Protosolar nebula og som ville ha funnet sted nesten 80 millioner år før dannelsen av solen.

Observasjon

17. august 2017 samarbeidet LIGO / Virgo oppdager en prosess av gravitasjonsbølger tildelt sammenslåingen av to nøytronstjerner i NGC 4993 , en elliptisk galakse i stjernebildet på Hydra . Denne hendelsen, referert til som GW170817 , ser ut til å være knyttet til to forbigående astronomiske hendelser , noe som gjør den til et eksempel på multi-messenger-astronomi  :

Numeriske simuleringer utført i 2020 ville indikere at det ville være mulig å oppdage advarselstegn på slike sammenslåinger i form av radiobølger på grunn av samspillet mellom de to magnetosfærene , noe som ville gjøre det mulig å forutse observasjonene av fenomenet.

Merknader og referanser

Merknader

(fr) Denne artikkelen er helt eller delvis hentet fra den engelske Wikipedia- artikkelen med tittelen "  Neutron star fusjon  " ( se listen over forfattere ) .
  1. Én billion = tusen milliarder (10 12 ), i lang skala .

Referanser

  1. (i) Adrian Cho, "  Sammenslåing av nøytronstjerner genererer gravitasjonsbølger og et himmelsk lysshow  " , Science ,16. oktober 2017( les online ).
  2. (en) Elizabeth Landau, Felicia Chou, Dewayne Washington og Molly Dewayne, "  NASA Missions Catch First Light from a Gravitational-Wave Event  " , på NASA ,16. oktober 2017.
  3. (i) Dennis Overbye, "  LIGO Fierce Detects Collision of Neutron Stars for the First Time  " på The New York Times ,16. oktober 2017.
  4. (i) Stephan Rosswog, "  Astrophysics: Radioactive Glow have a smoking gun  " , Nature , vol.  500, n o  7464,2013, s.  535-536 ( PMID  23985867 , DOI  10.1038 / 500535a , Bibcode  2013Natur.500..535R ).
  5. (in) NR Tanvir, AJ Levan, AS Fruchter, J. Hjorth, AR Hounsell, K. Wiersema og RL Tunnicliffe, '  A' kilonova 'assosiert med kortvarig γ-ray burst GRB 130603B  " , Nature , vol.  500, n o  7464,2013, s.  547-549 ( PMID  23912055 , DOI  10.1038 / nature12505 , Bibcode  2013Natur.500..547T , arXiv  1306.4971 ).
  6. (i) Imre Bartos og Szabolcs Marka, "  En nærliggende nøytron-stjerne fusjonsaktinid forklarer overflodene i det tidlige solsystemet  " , Nature , vol.  569,1 st mai 2019( les online ).
  7. (en) BP Abbott et al. , “  GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral  ” , Physical Review Letters , vol.  119, n o  1616. oktober 2017( DOI  10.1103 / PhysRevLett.119.161101 ).
  8. (i) Nathaniel Scharping , "  Gravitasjonsbølger viser hvordan universet utvides raskt  " , Astronomi ,18. oktober 2017( les online ).
  9. (en) BP Abbott et al. , "  Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger  " , The Astrophysical Journal , vol.  848, n o  tooktober 2017, s.  L12 ( DOI  10.3847 / 2041-8213 / aa91c9 , arXiv  1710.05833 , les online ) :

    "  De optiske og nær-infrarøde spektrene i løpet av disse få dagene ga overbevisende argumenter for at denne forbigående var ulik alle andre som ble oppdaget i omfattende optiske vidundersøkelser det siste tiåret.  "

    .
  10. (in) DA Coulter , RJ Foley , CD Kilpatrick , R. Drout , AL Piro, BJ Shappee, R. Siebert, JD Simon N. Ulloa, D. Kasen, BF Madore, A. Murguia-Berthier, Y.-C . Pan, JX Prochaska, E. Ramirez-Ruiz, A. Rest og C. Rojas-Bravo, “  Swope Supernova Survey 2017a (SSS17a), den optiske motstykket til en gravitasjonsbølgekilde  ” , Science ,16. oktober 2017, eaap9811 ( ISSN  0036-8075 og 1095-9203 , PMID  29038368 , DOI  10.1126 / science.aap9811 , lest online , åpnet 17. oktober 2017 ).
  11. (in) Lisa M. Krieger, "  A Bright Light Seen Across the Universe, Proving Einstein Right - Violent collisions source of our gold, silver  " på The Mercury News ,16. oktober 2017.
  12. (i) Elias A. Most og Alexander A. Filippov, "  Elektromagnetiske forløpere til gravitasjonsbølgehendelser: Numeriske simuleringer av flaring i pre-fusjon binære nøytronstjernemagnetosfærer  " , The Astrophysical Journal Letters , vol.  893, n o  1,8. april 2020( les online ), fri tilgang.

Se også