Qu'est-ce qu'un Étoile à quarks ?

Une étoile à neutrons est déjà de la matière à sa limite structurelle — un corps plus lourd que le Soleil tassé dans le volume d'une ville, soutenu par le refus des neutrons d'occuper le même état quantique. Mais un neutron n'est pas fondamental. Ce sont trois quarks liés par l'interaction forte et, si l'on continue de comprimer, la théorie dit que ces liens doivent céder et que les quarks doivent se déconfiner en un fluide continu unique. Savoir si le cœur des étoiles à neutrons les plus lourdes a déjà franchi cette ligne est l'une des vraies questions ouvertes de la physique, et elle est attaquée d'une direction inattendue : les détecteurs d'ondes gravitationnelles peuvent mesurer de combien une étoile à neutrons se déforme dans les dernières secondes avant une fusion, et cette déformabilité dépend de ce dont elle est faite.

Le retournement, c'est que l'état déconfiné pourrait non seulement être atteignable, mais préférable. L'hypothèse de la matière étrange propose qu'un fluide de quarks contenant des quarks up, down et étranges en nombres à peu près égaux soit le véritable état fondamental de la matière, plus stable que le fer. Si c'est exact, une étoile à quarks n'est pas du tout tenue par la gravité. Elle est auto-liée par l'interaction forte, la gravité se contentant de la maintenir en place.

Cela a une conséquence visible, et c'est autour d'elle qu'est bâti ce modèle. Une matière auto-liée n'a besoin d'aucune croûte et ne retient aucune atmosphère : la surface est une frontière nue, essentiellement sans relief, où la densité chute de quatorze ordres de grandeur sur environ un femtomètre. Là où une étoile à neutrons montre une croûte de fer contrainte et veinée, celle-ci offre un limbe tranchant comme une lame, et rien d'autre. Elle serait aussi plus petite qu'une étoile à neutrons de même masse — l'autre mesure que traquent les astronomes.