Les planètes autour des étoiles à neutrons sont constituées principalement de carbone, qui se transforme en diamant sous pression.
Des scientifiques de l'Université de Columbia (États-Unis) ont proposé une explication du mécanisme mystérieux et jusqu'alors inexpliqué de la formation des planètes dans les systèmes d'étoiles à neutrons. Sur la base de leur modèle, toutes les planètes précédemment découvertes dans de tels systèmes sont principalement composées de diamants. Une pré-impression de l'article concerné est disponible sur le site Web de l'Université Cornell.
L'ère de la découverte d'exoplanètes il y a un quart de siècle a commencé avec des planètes pulsar - des corps en orbite autour des pulsars (étoiles à neutrons avec un champ magnétique incliné par rapport à son axe de rotation). Pendant longtemps, les astronomes ont pensé que l'apparition de corps comme notre Terre autour des pulsars était très étrange. Le fait est que les étoiles à neutrons apparaissent après des explosions de supernova. Un événement aussi puissant devrait détruire toutes les planètes précédemment disponibles pour l'étoile ou les projeter sur une très grande distance, de sorte que les astronomes terrestres ne les remarqueraient tout simplement pas. Comment se fait-il que des systèmes planétaires entiers d'étoiles à neutrons aient déjà été découverts?
Des chercheurs de l'Université Columbia ont tenté de répondre à cette question en utilisant un scénario complètement inattendu. Ils ont modélisé les interactions à long terme entre une étoile à neutrons et une naine blanche. Les étoiles comme le Soleil à la fin de leur vie deviennent des naines blanches. Ils manquent de masse pour exploser comme une supernova et former une étoile à neutrons. Aujourd'hui, on pense que la plupart des étoiles de l'Univers devraient exister dans des systèmes binaires, triples ou même plus grands en termes de nombre d'étoiles. Ainsi, dans la nature, il existe une probabilité significative de formation accidentelle d'une paire étoile à neutrons - naine blanche. Ils étaient à l'origine une paire composée d'une étoile semblable au soleil et d'une étoile bleu-blanc plus massive.
La modélisation a montré que dans environ 1% des cas, la gravité de l'étoile à neutrons détruira progressivement la naine blanche avec de puissantes forces de marée. Compte tenu de l'abondance des étoiles à neutrons et des naines blanches, même un pour cent suffit pour que les planètes pulsar soient assez nombreuses dans notre galaxie.
Une étoile à neutrons est très dense - avec une masse comparable à celle du Soleil, elle a un diamètre non pas de 1,4 million de kilomètres, mais seulement de 20 à 25 kilomètres, et par conséquent, la gravité d'un tel corps est extrêmement forte. Puisque le bord de la naine blanche le plus proche sera soumis à un effet gravitationnel plus important que son «bord» éloigné, dans certains cas, le compagnon neutronique détruira le nain, le déchirant littéralement.
Dans ce cas, un disque se forme autour de l'étoile à neutrons à partir de la matière de la naine blanche détruite par celle-ci. Puisque ce dernier est une sorte de "cadavre" d'une étoile normale, tout le combustible des réactions thermonucléaires qu'il contient a brûlé depuis longtemps. Par conséquent, il n'y a pas d'hydrogène et d'éléments légers. Le nain est dominé par le carbone et l'oxygène, les «déchets» des réactions nucléaires passées à l'intérieur de l'étoile. Dans le disque à partir de sa substance, comme le montre la modélisation, la formation de planètes assez grandes est possible. En raison de l'absence d'éléments légers, ils ne seront pas des géantes gazeuses. Mais ces corps ne sont pas non plus similaires à notre Terre. Il n'y a pas d'eau, peu de fer et de silicates. Mais il y aura du carbone sous la fine croûte planétaire. En raison de l'énorme pression exercée sur les couches externes, il y prendra la forme de diamant ou de lonsdaleite.
Comme il n'y aura presque pas d'autres éléments dans la composition de ces planètes, les auteurs de l'ouvrage estiment que le poids total des diamants dans leur composition est assez élevé - jusqu'à 100 octillions de carats (un avec 29 zéros). L'atmosphère d'une telle "planète diamantée", recouverte d'une croûte de graphite, ne sera probablement pas trop épaisse. Il sera composé de monoxyde de carbone (CO) et d'oxygène, "assommés" des molécules de monoxyde de carbone par des rayonnements ionisants provenant du voisinage de l'étoile à neutrons.
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Il convient de souligner que les rayonnements ionisants y seront extrêmement puissants. Une partie importante des rayons cosmiques atteignant la surface de la Terre nous est venue précisément du voisinage d'étoiles à neutrons distantes, dont les champs magnétiques peuvent jouer le rôle d'un accélérateur de particules - et bien plus puissant que le Grand collisionneur de hadrons. Le rayonnement sur la planète près de l'étoile pulsar à neutrons sera tel que non seulement les gens, mais aussi l'électronique dont ils disposent, ne résisteront pas aux conditions locales, même pendant une courte période.
