La gravité spectaculaire des étoiles à neutrons offre de grandes opportunités pour des expériences de pensée. Par exemple, si vous faites tomber un objet d'une hauteur d'un mètre au-dessus de la surface d'une étoile à neutrons, il atteindra la surface en moins d'un millionième de seconde après avoir été accéléré à plus de 7 millions de kilomètres à l'heure.
Mais ces jours-ci, vous devez d'abord être clair sur le type d'étoile à neutrons dont vous parlez. Avec un équipement toujours plus sensible aux rayons X qui balaye le ciel, notamment le télescope spatial Chandra âgé de dix ans, une diversité surprenante de types d'étoiles à neutrons émerge.
Le pulsar radio traditionnel a maintenant un certain nombre de cousins divers, notamment des magnétars qui diffusent d'énormes explosions de rayons gamma et de rayons X à haute énergie. Les champs magnétiques extraordinaires des magnétars invoquent un tout nouvel ensemble d'expériences de pensée. Si vous étiez à moins de 1000 kilomètres d'un magnétar, son champ magnétique intense vous déchirerait juste à cause de la perturbation violente de vos molécules d'eau. Même à une distance de sécurité de 200 000 kilomètres, il effacera toujours toutes les informations de votre carte de crédit - ce qui est aussi assez effrayant.
Les étoiles à neutrons sont le reste compressé d'une étoile laissée derrière elle après sa transformation en supernova. Ils retiennent une grande partie de cet élan angulaire, mais dans un objet fortement comprimé de seulement 10 à 20 kilomètres de diamètre. Donc, comme les patineurs lorsqu'ils tirent sur leurs bras - les étoiles à neutrons tournent assez vite.
De plus, la compression du champ magnétique d'une étoile dans le plus petit volume de l'étoile à neutrons augmente considérablement la force de ce champ magnétique. Cependant, ces forts champs magnétiques créent une traînée contre le propre vent stellaire des particules chargées des étoiles, ce qui signifie que toutes les étoiles à neutrons sont en train de «tourner».
Cette rotation vers le bas est corrélée à une augmentation de la luminosité, bien que ce soit en grande partie dans les longueurs d'onde des rayons X. Cela est probablement dû au fait qu'une rotation rapide élargit l'étoile vers l'extérieur, tandis qu'une rotation plus lente permet au matériau stellaire de se comprimer vers l'intérieur - comme une pompe à vélo, il se réchauffe. D'où le nom pulsar à rotation (RPP) pour vos étoiles à neutrons "standard", où ce faisceau d'énergie qui vous clignote une fois à chaque rotation est le résultat de l'action de freinage du champ magnétique sur le spin de l'étoile.
Il a été suggéré que les magnétars pourraient simplement être un ordre supérieur de ce même effet RPP. Victoria Kaspi a suggéré qu’il était peut-être temps d’envisager une «grande théorie unifiée» des étoiles à neutrons où toutes les différentes espèces pourraient être expliquées par leurs conditions initiales, en particulier leur intensité de champ magnétique initiale, ainsi que leur âge.
Il est probable que l'étoile progénitrice d'un magnétar était une étoile particulièrement grosse qui a laissé un reste stellaire particulièrement gros. Ainsi, ces «grandes» étoiles à neutrons plus rares pourraient toutes commencer leur vie en tant que magnétar, rayonnant d’énormes énergies alors que son puissant champ magnétique freine sa rotation. Mais cette activité dynamique signifie que ces grandes étoiles perdent rapidement de l'énergie, prenant peut-être l'apparence d'un RPP très lumineux, quoique autrement banal, plus tard dans leur vie.
D'autres étoiles à neutrons pourraient commencer leur vie de façon moins dramatique, comme les RPP beaucoup plus communs et juste moyennement lumineux, qui tournent à un rythme plus lent - n'atteignant jamais les luminosités extraordinaires dont les magnétars sont capables, mais réussissant à rester lumineux plus longtemps périodes.
Les objets compacts centraux relativement silencieux, qui ne semblent même plus pulser à la radio, pourraient représenter l'étape finale du cycle de vie des étoiles à neutrons, au-delà de laquelle les étoiles atteignent le date limite, où un champ magnétique très dégradé n'est plus en mesure d'appliquer les freins au spin des étoiles. Cela élimine la principale cause de leur luminosité caractéristique et de leur comportement pulsar - ils disparaissent donc tranquillement.
Pour l'instant, ce grand plan d'unification reste une idée convaincante - en attendant peut-être dix autres années d'observations de Chandra pour le confirmer ou le modifier davantage.
