Les étoiles à neutrons pourraient être plus lourdes qu'on ne le pensait express
La densité au centre d'une étoile à neutrons est telle qu'une cuillère à café de sa matière pèserait autant qu'une montagne. Les physiciens cherchent depuis longtemps à comprendre à quel point une telle étoile peut être massive avant de s'effondrer en trou noir. La limite classique, établie dans les années 1970, reposait sur l'hypothèse que la matière du cœur ne devient incompressible (rigide) qu'à des densités très élevées. Les auteurs de ce nouveau travail ont assoupli cette condition et ont permis à la phase rigide d'apparaître plus tôt – dès une densité comparable à celle du noyau atomique.
Il s'avère que dans ce cas, la masse maximale de l'étoile bondit à 4 masses solaires et plus. C'est important car entre les étoiles à neutrons les plus lourdes (environ 2 masses solaires) et les trous noirs les plus légers (environ 5 masses solaires), il y a un « creux » – on n'y connaît presque aucun objet. Ce nouveau résultat comble ce creux : peut-être que des étoiles à neutrons superlourdes s'y cachent, que nous ne savons pas encore distinguer des petits trous noirs. Les auteurs ont fourni une formule pratique reliant la limite supérieure de masse à la vitesse du son et à la densité à laquelle la matière devient rigide.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2604.03204
We revisit the derivation of the Rhoades-Ruffini bound on the upper limit for the maximum mass of neutron stars and find that the assumption made there for the onset of an ultimately stiff phase of high-density matter is not stringent. Relaxing this assumption and allowing for an onset of stiff non-nucleonic matter under neutron star constraints at the saturation density or below boost the upper limit of the theoretically possible maximum mass to $$4~M_\odot$$ or higher, in the mass-gap region between neutron stars and stellar-mass black holes. We provide a fit formula for the dependence of this upper limit on the speed of sound and the onset density of the deconfinement transition.
La vitesse du son dans la matière ultra-dense peut atteindre une fraction notable de la vitesse de la lumière – plus rapide que dans toute matière ordinaire.