Une équipe portugaise dévoile un nouveau mystère de la fusion d’étoiles à neutrons ! Découvrez lequel
Le modèle des chercheurs de l'université de Coimbra simule en laboratoire l'un des phénomènes les plus violents de l'univers. L'approche promet d'apporter de nouvelles avancées à l'astrophysique nucléaire.
Protons, neutrons et noyaux légers tels que les isotopes de l'hydrogène et de l'hélium sont les propriétés de la matière inhomogène impliquée dans la formation des supernovae ou la fusion des étoiles à neutrons. L'identification de ces éléments a été rendue possible grâce aux travaux d'une équipe de chercheurs de l'Université de Coimbra.
La fusion de deux étoiles à neutrons est l'un des événements les plus violents de l'Univers. Les conditions extrêmes qui règnent à l'intérieur de ces corps célestes, avec des densités d'environ cent millions de tonnes par centimètre cube, ne peuvent pas être testées sur Terre. Recréer ces conditions en laboratoire a été un énorme défi qui a entravé la recherche.
Cependant, l'équipe portugaise du département de physique de la faculté des sciences et de la technologie de l'université de Coimbra (FCTUC) a réussi à développer un modèle théorique qui promet d'apporter de nouvelles avancées à l'étude de l'astrophysique nucléaire.
Des simulations plus réalistes
L'approche de Tiago Custódio, doctorant à la FCTUC, développée en collaboration avec le laboratoire GANIL en France, permet de décrire l'abondance de la matière nucléaire grâce à une méthode développée par les chercheurs Constança Providência et Helena Pais, du Centre de Physique de l'Université de Coimbra.
Le processus, décrit dans la revue scientifique Physical Review Letters, a obtenu « une excellente correspondance avec les données expérimentales en utilisant deux modèles nucléaires différents », a expliqué Tiago Custódio, cité dans le communiqué de presse de l'université de Coimbra.
Selon le chercheur, les ensembles statistiques ont montré une « courbe de refroidissement à une densité presque constante », interprétée comme une « densité de congélation » en-dessous de laquelle les particules cessent d'interagir nucléairement.
Les résultats obtenus permettent aujourd'hui de construire une équation d'état plus proche de la réalité, avec des descriptions précises des noyaux légers dans la matière nucléaire de faible densité. Ces équations d'état constituent, selon cette étude, une contribution fondamentale à des simulations plus réalistes.
L'étude des collisions cosmiques
Les fusions d'étoiles à neutrons sont l'un des phénomènes les plus difficiles à étudier, mais aussi l'un des plus fascinants pour les astrophysiciens. Aucune autre étoile n'est connue pour être aussi dense et compacte, avec jusqu'à trois fois la masse du Soleil condensée dans une sphère de 20 kilomètres de diamètre. Elles sont si denses qu'une cuillère à café contenant cette substance pèserait un milliard de tonnes.
L'étude des collisions d'étoiles à neutrons est extrêmement importante pour l'astrophysique, car elle nous permet de comprendre la dynamique et les conséquences de ces collisions cosmiques.
La fusion des étoiles à neutrons aide non seulement les chercheurs à comprendre la formation des éléments lourds dans l'univers, mais fournit également des détails sur la nature de la matière à des densités extrêmes.
L'étude de ces événements pourrait également révéler des informations précieuses sur la physique fondamentale, notamment sur la nature de la gravité et la structure de l'espace-temps. La capacité de détecter et d'analyser les ondes gravitationnelles émises par les fusions d'étoiles à neutrons représente une nouvelle ère en astronomie, où il est possible d'observer des événements cosmiques qui étaient inaccessibles aux scientifiques jusqu'à récemment.
Référence de l'article :
Tiago Custódio, Alex Rebillard-Soulié, Rémi Bougault, Diego Gruyer, Francesca Gulminelli, Tuhin Malik, Helena Pais & Constança Providência. Calibrating the Medium Effects of Light Clusters in Heavy-Ion Collisions. Physical Review Letters.
Sara Machado. Cientistas da UC contribuem para o estudo da matéria nuclear na fusão de estrelas de neutrões. Universidade de Coimbra.