The life cycle of a neutron star - David Lunney

Traducteur: Guillaume Rouy Relecteur: eric vautier

About once every century,

Une fois par siècle environ, une étoile massive,

a massive star somewhere in our galaxy

quelque part dans notre galaxie,

runs out of fuel.

tombe en panne de carburant.

This happens after millions of years of heat and pressure

Cela survient après que des millions d'années

de chaleur et de pression

have fused the star’s hydrogen

ont fait fusionner l'hydrogène de l'étoile

into heavier elements like helium, carbon, and nitrogen— all the way to iron.

en des éléments plus lourds

comme l'hélium, le carbone et l'azote - et cela jusqu'au fer.

No longer able to produce sufficient energy to maintain its structure,

Incapable de continuer de produire assez d'énergie

pour soutenir sa structure,

it collapses under its own gravitational pressure and explodes in a supernova.

elle s'effondre sous sa propre pression gravitationnelle

et explose en une supernova.

The star shoots most of its innards into space,

L'étoile propulse la plupart de ses entrailles dans l'espace,

seeding the galaxy with heavy elements.

ce qui ensemence la galaxie en éléments lourds.

But what this cataclysmic eruption leaves behind might be even more remarkable:

Mais ce que cette éruption cataclysmique laisse derrière elle

semble bien plus insolite :

a ball of matter so dense that atomic electrons

une sphère de matière tellement dense

que les électrons atomiques chutent de leur orbite quantique

collapse from their quantum orbits into the depths of atomic nuclei.

jusqu'aux profondeurs du noyau atomique.

The death of that star is the birth of a neutron star:

La mort de cette étoile marque la naissance d'une étoile à neutrons :

one of the densest known objects in the universe,

l'un des objets connus les plus denses de l'univers

and a laboratory for the strange physics of supercondensed matter.

et un laboratoire de l'étrange physique de la matière super-condensée.

But what is a neutron star?

Mais qu'est-ce qu'une étoile à neutrons ?

Imaginez une boule compacte

Think of a compact ball inside of which protons and electrons fuse into neutrons

dans laquelle les protons et les électrons se fusionnent en neutrons

and form a frictionless liquid called a superfluid—

et forment un liquide non-visqueux, un superfluide, entouré d'une croûte.

surrounded by a crust.

This material is incredibly dense –

Cette matière est incroyablement dense :

the equivalent of the mass of a fully-loaded container ship

cela équivaut à la masse d'un porte-conteneurs entièrement rempli

squeezed into a human hair,

entassée dans un cheveu humain

or the mass of Mount Everest in a space of a sugar cube.

ou à la masse de l'Everest dans le volume d'un morceau de sucre.

Deeper in the crust, the neutron superfluid forms different phases

Au sein de la croûte, le superfluide à neutrons forme différentes phases

that physicists call “nuclear pasta,”

appelées « pâtes nucléaires » par les physiciens

as it’s squeezed from lasagna to spaghetti-like shapes.

car elles prennent des formes de lasagnes ou de spaghetti.

The massive precursors to neutron stars often spin.

Les précurseurs massifs des étoiles à neutrons sont souvent en rotation.

When they collapse,

En s'effondrant,

stars that are typically millions of kilometers wide

les étoiles d'une envergure de millions de kilomètres

compress down to neutron stars that are only about 25 kilometers across.

se compressent en étoiles à neutrons qui ne font que 25 km de diamètre.

But the original star’s angular momentum is preserved.

Mais la quantité de mouvement angulaire d'origine de l'étoile est conservée.

So for the same reason that a figure skater’s spin accelerates

Ainsi, de la même manière qu'un patineur artistique tourne plus vite

when they bring in their arms,

lorsqu'il rapproche ses bras,

the neutron star spins much more rapidly than its parent.

l'étoile à neutrons tourne bien plus rapidement que son parent.

The fastest neutron star on record rotates over 700 times every second,

La plus rapide que l'on connaisse tourne plus de 700 fois par seconde,

which means that a point on its surface whirls through space

ce qui signifie qu'un point de sa surface tourbillonne à travers l'espace

à plus d'un cinquième de la vitesse de la lumière.

at more than a fifth of the speed of light.

Neutron stars also have the strongest magnetic field of any known object.

Les étoiles à neutrons possèdent aussi le plus puissant champ magnétique connu.

This magnetic concentration forms vortexes

Cette concentration magnétique crée des vortex

that radiate beams from the magnetic poles.

qui propulsent des rayons depuis les pôles magnétiques.

Since the poles aren’t always aligned with the rotational axis of the star,

Les pôles n'étant pas toujours alignés avec l'axe de rotation de l'étoile,

the beams spin like lighthouse beacons,

les rayons tournent comme les lumières d'un phare,

which appear to blink when viewed from Earth.

ce qui apparaît comme un clignotement depuis la Terre.

We call those pulsars.

On appelle cela des pulsars.

The detection of one of these tantalizing flashing signals

C'est en réalité la détection de l'un de ces mystérieux clignotements

by astrophysicist Jocelyn Bell in 1967

par l'astrophysicienne Jocelyn Bell en 1967

was in fact the way we indirectly discovered neutron stars

qui nous a fait indirectement découvrir les étoiles à neutrons.

in the first place.

An aging neutron star’s furious rotation slows over a period of billions of years

La rotation frénétique d'une étoile ralentit pendant des milliards d'années

as it radiates away its energy in the form of electromagnetic and gravity waves.

en émettant son énergie sous forme d'ondes électromagnétiques et gravitationnelles.

But not all neutron stars disappear so quietly.

Mais toutes les étoiles à neutrons ne disparaissent pas silencieusement.

For example, we’ve observed binary systems

Par exemple, nous avons observé des systèmes binaires

where a neutron star co-orbits another star.

où une étoile à neutrons co-orbite autour d'une autre étoile.

A neutron star can feed on a lighter companion,

Une étoile à neutrons peut se nourrir d'un voisin plus léger,

gorging on its more loosely bound atmosphere

en se gavant de son atmosphère peu liée

before eventually collapsing cataclysmically into a black hole.

avant de finalement s'écrouler de façon cataclysmique en un trou noir.

While many stars exist as binary systems,

Beaucoup d'étoiles forment des systèmes binaires

only a small percentage of those end up as neutron-star binaries,

mais peu de ces derniers deviennent des duos d'étoiles à neutrons,

where two neutron stars circle each other in a waltz doomed to end as a merger.

où deux étoiles à neutrons tourbillonnent dans une valse vouée à finir en fusion.

When they finally collide, they send gravity waves through space-time

En se percutant, elles émettent des ondes gravitationnelles à travers l'espace-temps

like ripples from a stone thrown into a calm lake.

comme les ondulations issues de pierres jetées dans un lac calme.

Einstein’s theory of General Relativity

La théorie de la relativité générale d'Einstein

predicted this phenomenon over 100 years ago, but it wasn't directly verified

a prédit ce phénomène il y a plus de 100 ans

mais il n'a pas été constaté avant 2017,

until 2017,

when gravitational-wave observatories LIGO and VIRGO

lorsque les observatoires d'ondes gravitationnelles LIGO et VIRGO

observed a neutron star collision.

ont observé une collision d'étoiles à neutrons.

Other telescopes picked up a burst of gamma rays and a flash of light,

D'autres télescopes ont détecté un éclat de rayons gamma et de lumière

and, later, x-rays and radio signals, all from the same impact.

et ensuite, des rayons X et ondes radio, tous provenant du même impact.

That became the most studied event in the history of astronomy.

C'est devenu l'événement le plus étudié de l'histoire de l'astronomie.

It yielded a treasure trove of data

Il a livré un trésor d'informations

that’s helped pin down the speed of gravity,

qui a aidé à mesurer la vitesse de la gravité,

bolster important theories in astrophysics,

renforcer les théories fondamentales de l'astrophysique

and provide evidence for the origin of heavy elements like gold and platinum.

et fournir des indices sur l'origine d'éléments lourds

comme l'or ou le platine.

Neutron stars haven’t given up all their secrets yet.

Les étoiles à neutrons n'ont pas encore dévoilé tous leurs secrets.

LIGO and VIRGO are being upgraded to detect more collisions.

On améliore LIGO et VIRGO pour détecter plus de collisions.

That’ll help us learn what else

Cela nous aidera à apprendre ce que le décès spectaculaire

the spectacular demise of these dense, pulsating, spinning magnets

de ces aimants rotatifs, denses et palpitants

can tell us about the universe.

peut nous révéler au sujet de l'univers.