Collapsar

Un collapsar (contraction des termes anglais collapse (effondrement) et star (étoile) ; officiellement étoile implosante en français, bien que ce nom ne soit guère utilisé en pratique) désigne le modèle théorique le plus accepté parmi les astrophysiciens pour décrire une étoile massive qui s'effondre et forme un sursaut gamma, puis finalement un trou noir stellaire. Ainsi, lorsqu'une étoile a une masse d'au moins 20 à 30 fois celle du Soleil ($M_{\odot }$), celle-ci, en épuisant son carburant nucléaire, possède une pression interne trop faible pour soutenir la masse même de l'étoile. Dans ce cas, le noyau de l'étoile s'effondre en créant un trou noir.

Vue d'artiste d'une supernova qui crée un sursaut gamma.

GRB 980425 est le premier sursaut gamma qu'on pourrait associer à l'explosion d'une supernova (SN 1998bw). Il pourrait être le premier exemple d'observation d'un collapsar. Les collapsars pourraient être à l'origine de la majeure partie des éléments lourds présents dans l'univers.

Formation

SN 1998bw.

Après avoir fusionné tous les éléments jusqu'au fer, une étoile massive n'a plus de source d'énergie nucléaire, ce qui rompt son équilibre statique et entraine l'effondrement de ses couches supérieures. Il s'ensuit une contraction et un réchauffement de l'étoile (cf. théorème du viriel). Lorsque la température et la pression deviennent suffisamment élevées, le noyau devient instable et s'effondre. Si la masse du noyau effondré dépasse $\sim 3M_{\odot }$, il forme un trou noir.

Les rayons gamma seraient créés au moment où l'onde de choc entre en collision avec la matière stellaire au cœur de l'étoile. La rotation de cette dernière canaliserait l'évacuation de ce rayonnement à ses pôles.

Tentatives d'observations

Le satellite de détection de sursaut gamma Swift de la NASA.

Jusqu'ici, il n'y a pas d'observation astronomique probante permettant d'évaluer la validité du modèle du collapsar. Les chercheurs misent sur le développement d'instruments pouvant observer dans un large spectre de longueurs d'onde afin d'améliorer leur compréhension de ces phénomènes.

Le satellite américain SWIFT s'inscrit dans cette lignée. Lancé en novembre 2004, ce télescope spatial possède un capteur de rayons gamma (BAT), un détecteur de rayons X (XRT) ainsi qu'un télescope d’observation dans l'ultraviolet et le domaine visible (UVOT). Capable de s'orienter rapidement, le satellite peut se positionner pour observer un sursaut gamma dans les autres longueurs d'onde quelques dizaines de secondes après l'avoir détecté.

Voir aussi

Articles connexes

• Hypernova

Liens externes

• (en) Karsten Kretschmer. The Collapsar Model, Institut Max-Planck d'astrophysique