Objets compacts et matière dense - LUTH - Observatoire de Paris

Objets compacts et matière dense
Silvano Bonazzola, Brandon Carter, Jean-Louis Cornou, Joaquin Diaz,
Éric Gourgoulhon, Philippe Grandclément, Jérôme Novak, Micaela Oertel,
Nicolas Vasset
Laboratoire Univers et Théories (LUTH)
CNRS / Observatoire de Paris / Université Paris Diderot
92190 Meudon, France
en collaboration avec
Nicolas Chamel (Univ. Libre de Bruxelles), Loïc Villain (Univ. Alicante)
François Limousin (Cornell Univ.), José Luis Jaramillo (Univ. Granada)
Micha̷l Bejger, Pawe̷l Haensel, J. Leszek Zdunik (CAMK, Varsovie)
Isabel Cordero, José Maria Ibañez (Univ. Valencia)
Keisuke Taniguchi (Univ. Illinois), Koji Uryu (Univ. Okinawa) + · · ·
Journée de l’Astroparticule, CNRS, Paris, 7 septembre 2007
Éric Gourgoulhon (LUTH) Objets compacts et matière dense CNRS, Paris, 7 sept. 2007 1 / 10

Écorce solide des étoiles à neutrons
homogeneous
matter
A
Core:
Swiss
cheese
Lasagna
Spaghetti
B
Neutron superfluid Neutron superfluid
+
proton superconductor
Neutron vortex
Neutron vortex
Nuclei in a lattice Magnetic flux tube
Page & Reddy ARNPS 56, 327 (2006)
Crust:
nuclei
+
neutron
superfluid
Atmosphere
Envelope
Crust
Outer core
Inner core
C
Formulation covariante pour la dynamique
d’un modèle magnéto-élastique de l’écorce
d’une étoile à neutrons [Carter, Chachoua &
Chamel, GRG 38, 83-119 (2006)]
Traitement BCS mésoscopique de la
superfluidité des neutrons dans l’écorce
solide [Carter, Chamel & Haensel, Nucl. Phys. A759, 411
(2005)]
Étude de la pénétration des neutrons
superfluides dans le réseau cristallin de
l’écorce [Carter & Samuelsson, CQG 23, 5367 (2006)]
Éric Gourgoulhon (LUTH) Objets compacts et matière dense CNRS, Paris, 7 sept. 2007 2 / 10

Matière de quark à haute densité
Étude de la matière de quarks
(u,d,s) dans des états
couleur-saveur verrouillés (CFL) ⇒
pas de configuration stable avec
uniquement de la matière dans
l’état CFL
[Buballa, Neumann, Oertel & Shovkoy, PLB
595, 36 (2004)]
Bosons de Goldstone dans les états
CFL
[Werth, Buballa & Oertel, PPNP 59, 308
(2007)]
Effet de la supraconductivité de
couleur sur les propriétés d’une
étoile étrange: atmosphère
d’électrons, propriétés de transport
Éric Gourgoulhon (LUTH) Objets compacts et matière dense CNRS, Paris, 7 sept. 2007 3 / 10

Transitions de phase dans les étoiles à neutrons
LEA Astro. France-Pologone
Lorene/RotStar
Effet observable: accélération par
perte de moment cinétique
[Zdunik, Bejger, Haensel & Gourgoulhon, A&A
450, 747 (2006)]
Calcul de l’énergie libérée durant
une transition de phase du premier
ordre
[Zdunik, Bejger, Haensel & Gourgoulhon, A&A
465, 533 (2007) ]
[Zdunik, Bejger, Haensel & Gourgoulhon,
arXiv:0707.3691]
Éric Gourgoulhon (LUTH) Objets compacts et matière dense CNRS, Paris, 7 sept. 2007 4 / 10

Dynamique des étoiles à neutrons en rotation
Évolution à long terme des modes r d’une étoile à neutrons
(approximation anélastique)
velocity at the surface
0.004
0.002
0
-0.002
-0.004
0 500 1000
no. of rotation periods
[Bonazzola, Villain & Bejger, CQG 24, S221 (2007)]
Éric Gourgoulhon (LUTH) Objets compacts et matière dense CNRS, Paris, 7 sept. 2007 5 / 10

Effondrement gravitationnel
Code hydro (méthodes Godunov) + RG (méthodes spectrales)
t = 0.0 ms
logρ
60.0 40.0 20.0 0.0 20.0 40.0 60.0
r [km]
7.00 9.00 11.00 13.00 15.00
t = 0.5 ms
60.0 40.0 20.0 0.0 20.0 40.0 60.0
r [km]
t = 1.0 ms
60.0 40.0 20.0 0.0 20.0 40.0 60.0
r [km]
[Dimmelmeier, Novak, Font, Ibanez, & Müller, PRD 71, 064023 (2005)]
Éric Gourgoulhon (LUTH) Objets compacts et matière dense CNRS, Paris, 7 sept. 2007 6 / 10

Binaires spiralantes et contraintes sur l’équation d’état
... à partir de l’observation des ondes gravitationnelles (VIRGO,LIGO)
Étoiles à neutrons
[Bejger, Gondek-Rosińska, Gourgoulhon, Haensel,
Taniguchi & Zdunik, A&A 431, 297 (2005)]
Étoiles de quarks étranges
[Limousin, Gondek-Rosińska & Gourgoulhon, PRD 71,
064012 (2005)]
Éric Gourgoulhon (LUTH) Objets compacts et matière dense CNRS, Paris, 7 sept. 2007 7 / 10

Système binaire trou noir + étoile à neutrons
Les coalescences les plus favorables pour VIRGO / LIGO ?
[Grandclément, PRD 74, 124002 (2006)]
Éric Gourgoulhon (LUTH) Objets compacts et matière dense CNRS, Paris, 7 sept. 2007 8 / 10

Dynamique des trous noirs
Approche quasi-locale des trous noirs (horizons de piégeage)
Étude des configurations quasi-stationnaires
[Gourgoulhon & Jaramillo, Phys. Rep. 423, 159 (2006)]
Loi générale d’évolution du moment
cinétique dans les cas très dynamiques
[Gourgoulhon, PRD 72, 104007 (2005)]
Loi d’évolution de l’aire
[Gourgoulhon & Jaramillo, PRD 74, 087502 (2006)]
Application aux conditions au contour
interne pour la relativité numérique
[Jaramillo, Gourgoulhon, Cordero, Ibañez, en prép.]
Localisateur d’horizon apparent
[Lin & Novak, CQG 24, 2665 (2007)]
ANR MATH-RG et ANR LISA-France
Éric Gourgoulhon (LUTH) Objets compacts et matière dense CNRS, Paris, 7 sept. 2007 9 / 10

Recherches à l’IPN - NSSN Forum
Institut de Physique Nucléaire d’Orsay
Jérôme Margueron, Peter Schuck
Forum Neutron Star - SuperNova
Éric Gourgoulhon (LUTH) Objets compacts et matière dense CNRS, Paris, 7 sept. 2007 10 / 10