Une étoile à neutrons est le vestige d'une étoile explosée, comprimé au point qu'une cuillère à café de sa matière pèserait aussi lourd qu'une montagne. À l'intérieur d'un tel objet, les protons et les neutrons sont tassés au plus près, et sous une pression énorme, des hyperons peuvent y apparaître — des particules contenant un quark étrange. Jusqu'à présent, personne ne savait exactement comment ces hyperons influencent le comportement de l'étoile.
Les auteurs de la nouvelle étude ont construit le premier modèle qui suit simultanément la quantité d'électrons et de particules étranges dans la matière d'une étoile à neutrons. Lorsque deux de ces étoiles tournent l'une autour de l'autre avant de fusionner, leurs forces de marée compriment et étirent la matière, comme si on pétrissait de la pâte. En réponse, des réactions nucléaires se déclenchent à l'intérieur de l'étoile : certaines particules se transforment en d'autres. Il s'avère que les réactions avec les hyperons sont très rapides, tandis que celles avec les électrons sont lentes. À cause de cette différence, la matière n'a pas le temps d'atteindre l'équilibre et se comporte comme un sirop très épais. La viscosité de ce « sirop » est des dizaines de fois plus élevée que ce que prédisaient les anciens modèles.
Cette viscosité amortit les oscillations de l'étoile, comme un amortisseur absorbe les secousses d'une voiture. Mais pour les ondes gravitationnelles, ce n'est pas seulement une perte d'énergie : le rythme même du rapprochement des étoiles change. Les scientifiques ont calculé que pendant que les étoiles effectuent leurs derniers tours avant la collision, la phase de l'onde gravitationnelle peut se décaler de 0,14 radian. C'est une valeur notable pour les détecteurs LIGO et Virgo. Si ce décalage pouvait être mesuré, ce serait la première preuve directe que des hyperons vivent réellement à l'intérieur des étoiles à neutrons.
Ainsi, des particules étranges, que l'on ne sait encore créer qu'en accélérateur, pourraient se révéler dans l'espace — à travers un infime accroc dans la danse des étoiles mourantes.
Les hyperons vivent moins d'un milliardième de seconde en laboratoire, mais à l'intérieur d'une étoile à neutrons, ils peuvent exister pendant des millions d'années — la pression les empêche de se désintégrer.
Dans le roman « Un feu sur l'abîme » de Vernor Vinge, les étoiles à neutrons servent de demeure à des êtres surintelligents qui ressentent les ondes gravitationnelles.