Les « pâtes nucléaires » pourraient bien être les structures les plus solides de l’Univers, révèle une nouvelle étude. Les simulations laissent penser que la substance théorique est 10 milliards de fois plus forte que l’acier.
Lorsque certaines étoiles massives arrivent en fin de vie, celles-ci s’effondrent sur elles-mêmes, ne laissant derrière qu’un noyau ultra dense, principalement composé de neutrons. Imaginez alors la masse de plusieurs milliers de soleils compactée en un diamètre d’une vingtaine de kilomètres. Une cuillère à café de matière pèse alors plusieurs milliards de tonnes.
Avec de telles pressions en jeu, certains atomes se retrouvent tellement compactés qu’ils fusionnent. En résultent des formes étranges, ressemblant à des pâtes. Et ces structures nucléaires – certaines en forme de feuille de lasagnes et d’autres en forme de spaghettis – pourraient bien se présenter comme les matériaux les plus forts de l’Univers. Briser une telle matière nécessiterait 10 milliards de fois la force nécessaire pour détruire l’acier.
«C’est un chiffre fou, mais le matériau est également très dense, ce qui contribue à le rendre plus fort», explique le physicien Charles Horowitz, de l’Université d’Indiana à Bloomington (États-Unis), et principal auteur de l’étude publiée dans les Physical Review Letters.
Ces structures ne sont pour l’heure que théoriques. Leur existence est pourtant suggérée par de récentes simulations informatiques. On ne peut en effet se rendre sur place, près d’une étoile à neutrons, et on ne peut non plus recréer de telles conditions en laboratoire. En simulant la présence de « pâtes nucléaires », les chercheurs ont en revanche été en mesure d’estimer les capacités de résistance de ces structures théoriques.
Pourrait-on un jour avoir la preuve que ces structures existent réellement ? Possible. Une étoile à neutrons tourne si vite sur elle-même (des milliers de fois par seconde) qu’elle pourrait théoriquement produire des ondes gravitationnelles. Celles-ci en revanche, ne peuvent se produire que si la croûte de l’étoile est grumeleuse – c’est-à-dire qu’elle présente des petites « montagnes » de matière dense à la surface ou dans la croûte. Et pour soutenir de telles « montagnes », vous avez besoin d’une base solide (des pâtes nucléaires ?).
Celles-ci pourraient en effet supporter des montagnes de plusieurs dizaines de centimètres, suffisamment grandes pour que nos instruments sur Terre puissent détecter les ondes générées. Si tel est un jour le cas, les astronomes pourraient alors estimer la taille des montagnes et confirmer la présence de ces « pâtes nucléaires ».
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