Une étoile peut-elle être plus petite qu’une ville tout en pesant davantage que le Soleil ?

Oui, et c’est l’un des objets les plus extraordinaires de l’Univers : l’étoile à neutrons.

Imaginez une sphère d’une vingtaine de kilomètres de diamètre, soit à peu près la taille d’une grande ville. Maintenant, imaginez que cette minuscule boule possède une masse supérieure à celle du Soleil. C’est exactement ce qu’est une étoile à neutrons. Une étoile à neutrons typique possède environ 1,4 fois la masse du Soleil, alors que notre Soleil mesure, lui, près de 1,4 million de kilomètres de diamètre.

Comment une telle chose est-elle possible ?

Tout commence avec une étoile beaucoup plus massive que le Soleil. Lorsqu’elle arrive à la fin de sa vie, son combustible nucléaire s’épuise. Son cœur ne produit alors plus suffisamment d’énergie pour résister à la gravité. Il s’effondre brutalement tandis que les couches externes sont projetées dans l’espace lors d’une gigantesque explosion : une supernova.

Au cœur de cet effondrement, la matière est comprimée à des niveaux inimaginables. Les électrons sont forcés de se combiner avec les protons, produisant principalement des neutrons. Il ne reste alors qu’un cœur stellaire extraordinairement compact : l’étoile à neutrons.

Sa densité est difficile à concevoir. La NASA estime qu’un simple cube de matière d’étoile à neutrons de la taille d’un morceau de sucre pourrait peser environ un milliard de tonnes sur Terre, soit approximativement la masse d’une montagne.

La matière y est tellement comprimée que les atomes tels que nous les connaissons ne peuvent plus conserver leur structure habituelle. Une étoile à neutrons ressemble, très grossièrement, à un gigantesque noyau atomique à l’échelle d’une ville.

Et les phénomènes extrêmes ne s’arrêtent pas là. La gravité à sa surface peut être des milliers de milliards de fois plus intense que sur Terre. Certaines étoiles à neutrons tournent également extrêmement rapidement sur elles-mêmes et émettent des faisceaux de rayonnement très réguliers. Lorsqu’ils balaient périodiquement la Terre, nous appelons ces objets des pulsars.

Mais il existe une limite. Si le cœur résiduel est trop massif, même la matière neutronique ne peut plus résister à la gravité. L’effondrement continue alors et peut donner naissance à un trou noir.

Ainsi, une étoile peut effectivement tenir dans l’espace occupé par une ville tout en pesant davantage que notre Soleil.

Les étoiles à neutrons sont en quelque sorte les poids lourds miniatures du cosmos : minuscules par leur taille, mais presque inimaginables par leur masse.

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