Une cuillère d'étoile à neutrons pèse un milliard de tonnes

Imagine une petite cuillère à café. Remplis-la de la matière d'une étoile à neutrons. Elle pèse alors environ un milliard de tonnes, selon la NASA. Plus que toute l'humanité réunie.

Plus lourd que tous les humains

Il y a aujourd'hui un peu plus de 8 milliards d'humains sur Terre. Avec une masse moyenne d'environ 60 kg, cela fait autour d'un demi-milliard de tonnes. Ta cuillère d'étoile à neutrons pèse donc environ deux fois plus que toute l'humanité.

D'où vient cette matière ?

Tout commence avec une étoile géante, au moins 8 fois plus massive que le Soleil. À la fin de sa vie, elle n'a plus assez de carburant pour résister à son propre poids. Elle explose en supernova, une explosion si lumineuse qu'elle peut briller plus que sa galaxie entière pendant des jours, voire des mois.

Mais pendant que les couches extérieures sont projetées dans l'espace, le cœur de l'étoile s'effondre sur lui-même.

Une ville plus lourde que le Soleil

Cet effondrement donne une boule d'environ 20 kilomètres de diamètre, la taille d'une ville. Et dedans, on trouve jusqu'à deux fois la masse du Soleil.

La matière y est si comprimée que les atomes ne tiennent plus. Les protons et les électrons sont écrasés ensemble pour former des neutrons, serrés les uns contre les autres, presque sans vide entre eux. D'où le nom : étoile à neutrons.

Pour te faire une idée, un chercheur de la NASA propose cette image : prends le mont Everest et comprime-le jusqu'à la taille d'un morceau de sucre.

Et le plus fou : elle tourne comme un mixeur

Quand l'étoile s'effondre, elle tourne de plus en plus vite, comme une patineuse qui ramène ses bras contre elle. Beaucoup d'étoiles à neutrons tournent sur elles-mêmes des centaines de fois par seconde, plus vite que les lames d'un mixeur, selon la NASA.

Le record connu est celui du pulsar PSR J1748−2446ad : 716 tours par seconde (Hessels et al., Science, 2006). Un objet plus massif que le Soleil, qui fait plus de 700 tours sur lui-même en une seconde.

Des phares dans l'espace

Certaines étoiles à neutrons émettent deux faisceaux de rayonnement depuis leurs pôles magnétiques. Comme elles tournent, ces faisceaux balaient l'espace, comme un phare. Quand l'un d'eux passe sur la Terre, on capte une impulsion régulière : on appelle ces étoiles des pulsars. Leur régularité est telle que la NASA étudie leur utilisation pour guider de futures sondes dans l'espace.

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Ce qu'il faut retenir

• Une cuillère à café de matière d'étoile à neutrons pèse environ un milliard de tonnes.
• C'est le cœur effondré d'une étoile au moins 8 fois plus massive que le Soleil, après une supernova.
• Une boule de 20 km contient jusqu'à deux fois la masse du Soleil, faite presque uniquement de neutrons.
• Elle peut tourner des centaines de fois par seconde : le record est de 716 tours par seconde.

Sources principales : NASA Goddard, mission NICER (2017) ; NASA, Imagine the Universe ; Hessels et al., Science, 2006.