Certaines étoiles ont l’élément néon à remercier pour leur disparition ultime et explosive, selon la recherche astrophysique.
Les astronomes adorent étudier les cycles de vie des étoiles, y compris quelles étoiles meurent de quelle manière. Étoiles moins massives, comme notre Soleil, étendre et perdre leurs couches lors de leur transition en naines blanches, tandis que beaucoup plus gros étoiles exploser en violentes supernovae, et leurs noyaux se transforment en trous noirs ou en étoiles à neutrons. Mais les questions entourent la fin de taille intermédiaire étoiles qui ont entre sept et 11 fois la masse du soleil. Est-ce qu’ils perdent leurs couches ou exploser? Et s’ils deviennent supernova, quel est le produit final? Comprendre ces étoiles repose en partie sur la compréhension du comportement de l’élément néon.
Alors que les étoiles de masse intermédiaire mourant brûlent à travers leur hydrogène et l’hélium qui en résulte, des simulations ont montré qu’elles pouvaient former des noyaux fabriqués des éléments oxygène, néon et magnésium. Ces étoiles pourraient soit perdre une partie de leur enveloppe extérieure d’hydrogène et devenir des étoiles naines blanches et sombres, soit si la le noyau devient assez grand, s’effondre dans une étoile à neutrons.
Mais ces noyaux sont des objets étranges, où la pression de la gravité écrasante est compensée par les règles mécaniques quantiques qui régissent des électrons. Deux électrons ne peuvent pas partager exactement les mêmes propriétés quantiques, ce qui limite à quel point vous pouvez les écraser ensemble et exercer une «pression de dégénérescence» sur le noyau. La vitesse à laquelle les atomes de néon dans le noyau capturent les électrons est cruciale pour l’évolution de ce processus. Ce processus libère de l’énergie qui peut se déclencher l’oxygène dans l’étoile, créant une explosion. Mais quand la libération d’énergie et les suivantes une explosion peut changer le destin de l’étoile.
« Ce qui est remarquable, c’est que c’est une transition nucléaire singulière, et une transition très rare que vous négligez normalement », Kirsebom a dit à Gizmodo. « Dans les conditions spécifiques de ces étoiles, cela pourrait avoir un effet profond sur l’évolution. »
le Les mesures de l’équipe ont été «une étape importante dans l’astrophysique nucléaire de précision», Carla Frohlich de le Département de physique à Université d’État de Caroline du Nord (qui était pas impliqué dans la recherche) a écrit dans une physique point de vue. Elle a écrit que til résulte plafonner une recherche de plusieurs décennies pour mesurer cette «transition interdite», une sorte de processus atomique rare sur Terre mais peut-être plus courant dans les noyaux extrêmes des étoiles.
En autre étude, publiés dans le Astrophysical Journal et dirigés par la recherche postdoctorale de l’Université de Stockholm Shuai Zha, les scientifiques ont construit un modèle informatique de la mort d’une étoile 8,4 fois la masse du Soleil. L’énergie libérée par la capture d’électrons provoque une inflammation de l’oxygène, qui brûle les autres métaux et les ensembles du noyau au large d’une vague explosive. Le document a révélé que le sort dépendait du nombre d’électrons et de la valeur d’une densité critique, au-dessus de laquelle le noyau s’effondre en une étoile à neutrons et en dessous duquel il se déchire dans une explosion thermonucléaire.
Les estimations des chercheurs sur la densité du noyau sont supérieure à la densité critique, et donc, ils pensent que le néon précipite l’effondrement des noyaux en étoiles à neutrons. Cependant, leur travail antérieure à celle de Kirsebomet ils prévoient de faire des comparaisons dans un prochain article.
Kirsebom a expliqué à Gizmodo qu’il y avait encore des questions ouvertes sur ces étoiles. Plus particulièrement, une incertitude majeure entoure la compréhension théorique des scientifiques de la convection en stellaire noyaux, ou comment la matière en mouvement transporte chauffer autour. Il existe d’autres difficultésà-étudier les processus nucléaires qui jouent probablement aussi un rôle.
« Il est juste de dire qu’il y a des opinions contradictoires sur le sort final de ces stars et cette meilleure compréhension de la convection surtout … est nécessaire pour progresser », a-t-il déclaré à Gizmodo. Il espère que de meilleurs laboratoires d’accélérateurs aideront les scientifiques à étudier des particules et des isotopes exotiques toujours plus instables. De plus, des études astronomiques pourraient révéler la présence de naines blanches avec des éléments plus lourds que prévu. Il peut s’agir d’un vestige physique d’un noyau oxygène-néon-magnésium qui explose.