Chroniques des atomes et des galaxies by Reeves Hubert

Auteur:Reeves, Hubert [Reeves, Hubert]
La langue: fra
Format: epub
Tags: Cosmologie
Publié: 0101-01-01T00:00:00+00:00

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Étoiles mortes

Dans la Voie lactée errent environ dix milliards d’étoiles mortes. Une étoile sur dix a terminé sa vie et disperse lentement les dernières chaleurs qui lui restent.

Les étoiles, rappelons-le, sont des sphères gazeuses soumises à leur propre poids. Si elles ne s’effondrent pas sur elles-mêmes, c’est parce qu’elles sont chaudes. La température élevée de leur cœur engendre une pression thermique qui s’oppose à l’effondrement. Les gaz chauds émettent de la lumière qui parvient à leur surface et s’échappe dans l’espace : elles brillent.

La lumière émise représente, pour l’astre, une perte d’énergie. Les étoiles sont des réacteurs nucléaires qui combinent les noyaux de leurs atomes légers et les transforment en noyaux plus lourds. Avec le temps, les réserves d’énergie que représentent ces atomes s’épuisent et l’étoile atteint la fin de sa vie active. Elle ne produit plus de chaleur et n’est donc plus en mesure de soutenir son propre poids. Elle s’effondre sur elle-même.

Cet effondrement ne se poursuit pas indéfiniment. Il est arrêté à un certain volume. Le Soleil, par exemple, verra son rayon passer d’un million de kilomètres (aujourd’hui) à environ mille kilomètres (dans cinq milliards d’années). Il ne sera alors pas plus gros que la Lune.

Qu’est-ce qui empêche la contraction de se poursuivre ? C’est la physique quantique qui nous l’a appris. Il existe un « principe d’exclusion », découvert par Wolfgang Pauli, qui dit à peu près ceci : deux électrons de même vitesse ne peuvent pas se trouver au même endroit en même temps. Plus exactement, ils ne peuvent pas s’approcher en deçà d’une certaine distance. Cet effet d’exclusion engendre, dans l’étoile, ce que l’on appelle une « pression quantique », qui joue le même rôle que la pression thermique auparavant. La contraction s’arrête et le volume se stabilise.

L’étoile est devenue une « naine blanche » de quelques milliers de kilomètres de diamètre. Nous en avons plusieurs à proximité de notre Soleil, la plus connue étant la compagne de Sirius, à huit années-lumière.

Tel est le sort prévu pour les petites étoiles comme le Soleil. Pour les grosses, c’est différent. Le principe d’exclusion s’applique aussi aux protons et aux neutrons, mais, à cause de leurs grandes masses, la distance minimale d’exclusion est environ deux mille fois plus faible que pour les électrons. L’effondrement de ces étoiles, à leur mort, se poursuit jusqu’à une nouvelle limite. On a alors une « étoile à neutrons » de quelques dizaines de kilomètres de diamètre.

Pour les étoiles vraiment très massives, de plus de dix fois la masse du Soleil, aucune pression, même quantique, n’est en mesure d’arrêter la contraction. L’étoile devient un trou noir (C-28).

« Naines blanches », « étoiles à neutrons », « trous noirs » sont les noms des cadavres stellaires qui hantent les profondeurs des galaxies.

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