CHANDRASEKHAR SUBRAHMANYAN (1910-1995)

Vie et mort des étoiles

Observer la naissance ou la mort d'un astre n'est certainement pas une activité expérimentale banale ; cependant, la diversité des étoiles observées par les astronomes permet de tracer les grandes étapes de leur évolution. Si les réactions nucléaires dominent l'activité des étoiles jeunes, expliquant leur luminosité et leur capacité à transformer leurs combustibles nucléaires légers en éléments lourds, l'effondrement dû aux forces gravitationnelles est le phénomène marquant de leur vieillesse. C'est ainsi qu'apparaissent naines blanches, étoiles à neutrons ou trous noirs, extraordinaires objets où les conditions physiques qui y règnent sont si extrêmes que les interactions fondamentales « habituelles » agissent de façon que l'on pourrait qualifier de caricaturale.

Comprendre l'évolution d'une étoile nécessite donc de maîtriser la diversité des effets dynamiques tels que les transferts d'énergie par rayonnements, les instabilités hydrodynamiques ou hydromagnétiques, sans oublier les effets quantiques ou relativistes. Subramanyan Chandrasekhar fera progresser de façon décisive cette connaissance en alliant une culture scientifique étendue à une opiniâtreté et à une inventivité rares. Il aimait à dire que sa méthode, lorsqu'il avait choisi un sujet à son goût, consistait à ajouter des éléments de connaissance nouveaux au corpus existant jusqu'à ce qu'il puisse dégager un point de vue personnel, qu'il se faisait alors un devoir de présenter de façon cohérente et ab initio dans une monographie.

Une contribution majeure de Chandra – comme l'appelaient ses collègues – est d'avoir montré que le destin final d'un astre dépend de manière cruciale de sa masse. Si celle-ci est de l'ordre de la masse solaire, l'étoile se transforme lentement en une naine blanche de taille comparable à la Terre (et donc de densité environ un million de fois supérieure) ; les électrons y sont dans un état quantique particulier, dit dégénéré. Au contraire, lorsque la masse est supérieure à une valeur limite (appelée depuis lors masse – ou limite – de Chandrasekhar), égale à environ 1,44 fois celle du Soleil, l'effondrement qui suit la combustion nucléaire est plus brutal et conduit à une étoile à neutrons, dont le diamètre n'est que de quelques kilomètres et où protons et électrons initiaux ont fusionné en neutrons. Les objets encore plus massifs donnent, quant à eux, naissance aux étranges trous noirs ; Chandrasekhar exposera ses conceptions sur ces objets dans The Mathematical Theory of Black Holes (1983).

Le 8 décembre 1983, Subramanyan Chandrasekhar concluait le discours qu'il prononça à l'occasion de la remise de son prix Nobel en affirmant que l'étude de la théorie des trous noirs l'avait convaincu de la pertinence des anciens proverbes qui affirment que « la simplicité est le sceau de la vérité » et que « la vérité resplendit de beauté ». La plupart des scientifiques souscriraient sans doute à une telle déclaration tout en regrettant la difficulté à faire partager à un large public cet émerveillement devant le magnifique agencement de la nature.

On doit à Chandrasekhar une remarquable biographie d'Arthur Stanley Eddington – Eddington. The Most DistinguishedAstrophysicist of his Time (1984) – ainsi qu'un ouvrage de réflexions philosophiques, Truth and Beauty. Aesthetics and Motivations in Science (1987).