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Collapsar

En astrophysique, un collapsar (contraction des termes anglais collapse (effondrement) et star (étoile)) désigne le modèle théorique le plus accepté parmi les astrophysiciens pour décrire une étoile massive qui s'effondre et forme un sursaut gamma, puis éventuellement un trou noir. La théorie propose que les sursauts de rayons gamma sois le produit de phénomène appelé collapsar. Quand une telle étoile, à une masse d'au moins 20 à 30 fois celle du soleil, celle-ci en épuisant son carburant nucléaire entraine une pression interne trop pauvre pour supporter la masse même de l'étoile. Alors, le noyau de l'étoile contenant la masse de plusieurs soleils implosera (effondrement) créant ainsi un phénomène appelé trou noir. Bien que la plupart des étoiles sur massive implose dans des milieux interstellaire, nous avons la possibilité de reconnaitre l'explosion de la supernova, en raison des sursauts gamma qui commence à évoluer avant que l'étoile implose et par la suite soit projeté par le trou noir nouvellement formé. http://www.nasa.gov/centers/goddard/pdf/97767main_GRB_primer.pdf Les astronomes pensent que les rayons gamma sont probablement produisent à l'intérieur de l'étoile. L'explosion, elle, proviendrait du centre de l’étoile super massive, alors que le trou noir se formera lors de l'effondrement du noyau. Cette explosion envoie une onde de choc qui se déplacera à travers l'étoile à des vitesses très rapproché de la vitesse de la lumière. Les rayons gamma sont créés lorsque l'onde de choc entre en collision avec la matière stellaire toujours à l'intérieur de l'étoile. Les rayons gamma seront alors créés et l'onde de choc poussera la matière stellaire vers l'extérieur de cette étoile. http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/grbs_explosion.html

Sursaut Gamma

Les sursauts gamma sont de loin les explosions les plus puissantes qu’ait connu l’Univers depuis le Big Bang lui-même.http://www.cidehom.com/recherche.php?_mots=collapsar&quoi_aff=5&_page=329. Les sursauts gamma (en anglais, gamma-ray bursts, abrégé en GRB) sont des bouffées de photons gamma qui apparaissent aléatoirement dans le ciel. Ils sont situés à de très grandes distances de la Terre, et sont de ce fait les évènements les plus lumineux de l’Univers, après le Big Bang.http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=3649

Trou noir

De manière très simpliste, un trou noir se définit comme étant la masse d'une étoile énorme, comprimée en un volume de quelques kilomètres seulement. Autrement dit, c'est comme si on comprimait la Terre dans une bille de 2 cm de diamètre. La contraction gravitationnelle de son noyau est si énorme que rien ne réussit à la "stopper". La gravitation est tellement forte que ni les effets d'agitations quantiques du gaz dégénéré d'électrons ni la pression du gaz dégénéré de neutrons ne peuvent l'équilibrer. À titre d'exemple, la vitesse de libération du champ gravitationnel de la Terre est de 11 km/s, alors que celle des trous noirs est de 300 000 km/s. C'est donc dire que même la lumière ne peut s'en échapper puisque sa vitesse n'atteint que 300 000 km/s. http://mendeleiev.cyberscol.qc.ca/chimisterie/9604/PLBosse.html

initialisation collapsar

Après avoir brûlé tous le Si qui deviendra du Fe, le noyau n'aura plus de source d'énergie nucléaire. La perte d'énergie (par émission de neutrino) conduira à une contraction et un réchauffement de l'étoile (Théorème du viriel). Lorsque la température devient suffisamment élevée pour photodissocier le noyaux (endothermique), ou la densité est telle que l'énergie de Fermi permet à la capture des électrons, le noyau devient instable et s'effondre. Si la masse du noyau effondré est trop élevé(~ 3 M) il deviendra instable et formera un trou noir. http://www.mpa-garching.mpg.de/lectures/ADSEM/WS0304_Kretschmer.pdf

Autre théorie

Même si la théorie du collapsar est la plus accepté présentement pour expliquer les sursaut de rayon gamma il existe toutefois une autre théorie qui implique deux étoiles à neutrons en orbite l'une autour de l'autre. Dans une telle situation, les deux étoiles perdent de l'énergie sous forme d'onde gravitationnelle, cette perte d'énergie entraîne un rapprochement des deux étoiles et innévitablement une collision. Cette collision est assez énergétique pour formé un trou noir et pourrai être une source de rayonnement gamma. http://www.astronomes.com/la-fin-des-etoiles-massives/lorigine-des-sursauts-gamma/ on pourrait peut-être aussi expliquer les sursauts gammas par l'onde de choc epliquer plus haut qui causerait une collision interne au coeur de l'explosion de l'étoile.

http://www.eso.org/public/news/eso0318/

Swift

Jusqu'à récemment, Les sursauts gamma n'étaient observés que dans le domaine gamma, ce qui ne permettait pas de connaître avec précision les pro-géniteurs de tels évènements cataclysmiques. Cependant, depuis peu, des observations multi-longueur d'onde ont permis et devraient permettre de considérables avancées dans la compréhension de ces phénomènes. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/43/00/06/PDF/G._Lelaizant_manuscrit-3.pdf

Notre compréhension des sursauts gamma a fait un bond en avant avec le satellite américain Swift lancé en novembre 2004 et toujours en opération. Ce satellite emporte avec lui trois instruments : BAT, un capteur de rayons gamma, XRT, un détecteur de rayons X, et UVOT, un télescope d’observation dans l’ultraviolet et le domaine visible.

La particularité de ce satellite est d’être capable de se réorienter très rapidement (swiftly en anglais, d’où le nom). Aussitôt après la détection d’un sursaut gamma par BAT, le satellite peut se tourner vers la source en question de façon précise en quelques dizaines de secondes à peine. Ceci permet aux deux autres instruments, dont le champ de vision est beaucoup plus restreint, de contribuer à l’étude du sursaut et de sa rémanence. En même temps, toutes les données recueillies par Swift sont retransmises rapidement vers le sol où un suivi rapide par les télescopes terrestres peut être organisé. http://www.astronomes.com/la-fin-des-etoiles-massives/lorigine-des-sursauts-gamma/

Les jets relativiste

La propagation d'un jet relativiste dans un milieu externe est un processus clé dans l'astrophysique des hautes énergies. Nous considérons les implications de nos résultats pour le modèle Collapsar de sursauts gamma (GRB). La durée des sursauts gamma observés reflète seulement le temps que le moteur central lançait le jet après que ce dernier est sorti de l'enveloppe stellaire. Nous trouvons cette empreinte dans la distribution observée, offrant le premier support d'observation directe au modèle Collapsar. Nous l'utilisons aussi pour en déduire le temps typique de rupture du jet et du nombre de jets «étouffés» (c.-jets qui ne parviennent pas à sortir de l'enveloppe).http://www.astro.tau.ac.il/~udini/Ehud%20Nakar/Research%20Topics/443C1457-AF79-4A7A-9EC5-B17089962FAB.html...L'effondrement du noyau d'une étoile massive pour former un trou noir est l'une des causes possibles d'un GRB. Des centaines de milliers à un million d'années avant l'explosion, une étoile très massive commence à manquer de carburant et lâché beaucoup de son enveloppe extérieure. L'étoile rapidement épuisé de son carburant centrale restant cause la perte de la pression de radiation sur le noyau et conduit à l'effondrement de celui-ci. Un trou noir prendra alors la place du noyau à l’intérieur du disque de matières. En quelques secondes, des jets continus de particules sont lancés le long des axes de rotation de l’ancienne étoile. Les jets, ainsi que des vents vigoureux de métaux radioactifs nouvellement formés soufflent de l'intérieur vers l’extérieur du disque, brisant ainsi l'étoile. Ces jets traversant les couches extérieures de l'étoile, combinée aux vents vigoureux de métaux radioactifs nouvellement forgé soufflant de l'intérieur du disque, donnent lieu à la manifestation de la supernova. Les collisions entre les pièces créer par les jets se déplaçant à des vitesses différentes, loin de l'explosion et se déplaçant à proximité de vitesse de la lumière, créé le phénomène de sursaut gamma, qui ne peut être vu si le jet n’est pas formé en axe avec notre champ de vision. Ce qui est le plus étonnant, c'est que le moteur créant les jets qui ont mené à l'éclatement de rayons gamma, n'était pas plus grand que la région de Washington DC.http://www.nasa.gov/vision/universe/watchtheskies/swift_multimedia.html