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Dix tours par seconde


​​​Des simulations numériques montrent qu'au sein d'une étoile massive en cours d'effondrement, une instabilité hydrodynamique du gaz joue un rôle dominant dans la rotation initiale de l'étoile à neutrons en formation.

Publié le 12 septembre 2016

À la fin de sa vie, une étoile massive s'effondre sous l'action de la gravitation, libérant une énergie énorme sous forme de neutrinos. Cette énergie chauffe le gaz autour du cœur dense jusqu'à s'opposer à l'effondrement et expulser l'enveloppe de l'étoile. Le cœur effondré se transforme en étoile à neutrons pendant que l'enveloppe éjectée produit une explosion appelée supernova. Les astrophysiciens s'intéressent à la vitesse de rotation du nouvel astre formé car elle renseigne sur l'étoile qui lui a donné naissance.

Grâce à la simulation numérique, des chercheurs de l'Irfu ont étudié le rôle d'une instabilité particulière du gaz qui induit des mouvements de turbulence et de convection. Ceux-ci ralentissent la chute de l'enveloppe stellaire vers le cœur, favorisant l'efficacité du chauffage par les neutrinos. L'instabilité déclenche alors une explosion asymétrique de l'étoile, entraînant la rotation du coeur même si l'étoile initiale ne tournait pas sur elle-même. Il faut alors imaginer 1,4 masse solaire de neutrons confinés par la gravitation dans une boule de vingt kilomètres de diamètre, tournant à plus de dix tours par seconde ! De manière surprenante, les simulations montrent que dans certains cas, la rotation de l'objet compact est de sens opposé à la perturbation qui lui a donné naissance.

La suite de ce travail consistera à prendre en compte la vitesse initiale de l'étoile progénitrice.

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