
English: 
Hello wonderful person, this is Anton
and this right here is a neutron star
and a white dwarf.
Now many of you have been asking
what would actually happen if these two collided in real life,
what kind of effects would occur,
and what would actually result in their collision.
Today we're going to find out
because we're going to do some science using Universe Sandbox².
Welcome to "What Da Math?".
And let's actually start
with basically slowing down these two bodies,
making them stop completely,
and collide with one another.
Just so you can actually see what happens
in this video game
if you collide them together.
So i'm going to accelerate time here,
and you'll see that the
white dwarf will start approaching the neutron star,
and at some point collide with it.
Now you may not actually know what neutron stars and white dwarves are,
and if you don't actually know what they are,
check out some of the videos i made previously

French: 
Bonjour merveilleuse personne, c'est Anton
et ce qu'on a ici c'est une étoile à neutrons
et une naine blanche
Alors, beaucoup d'entre vous ont demandé
qu'est-ce qu'il se passerait vraiment si ces 2 étoiles se heurtaient dans la vie réelle,
quels genres d'effets se produiraient
et qu'est-ce qu'il résulterait vraiment de leur collision.
Aujourd'hui nous allons le découvrir
parce que nous allons faire un peu de science dans Universe Sandbox².
Bienvenue dans "What Da Math?".
Et commençons déjà
par ralentir ces deux corps,
jusqu'à les arrêter complètement,
et les laisser entrer en collision.
Pour que vous puissiez voir vraiment ce qui se passe
dans ce jeu vidéo
si vous les faîtes se heurter.
Alors, je vais accélérer le temps ici,
et vous allez voir que la
naine blanche va commencer à se rapprocher de l'étoile à neutrons
et à un moment la heurter.
Mais, vous ne savez peut-être pas ce que sont les étoiles à neutrons et les naines blanches
et si c'est le cas,
regardez les vidéo que j'ai faites précedemment

French: 
qui expliquent tout à propos d'elles.
Mais en gros, une naine blanche
est une sorte de
cadavre d'étoile
qui est environ de la taille de
notre planète Terre.
Mais en fait, notre Soleil va en devenir une aussi,
un jour notre Soleil va se transformer en quelque chose comme ça
Une étoile à neutrons d'autre part est quelque chose de
beaucoup beaucoup plus petit.
Quelque chose peut-être de la taille d'une ville
dans la vie réelle.
Mais elle a une masse similaire à une naine blanche.
Alors,
ça, c'est beaucoup plus dense que ça
Ca a aussi une bien plus grande gravité de surface que ça.
Les valeurs réelles de ce dont on parle ici
sont...
En gros, cette chose est environ 600 fois plus grosse que celle là,
et en même temps, le champ gravitationnel
sur l'étoile à neutrons
est environ 400.000 fois plus grand que sur la naine blanche.
Les étoiles à neutrons sont aussi plus chaudes, et elles tournent plus vite
et elles produisent un plus grand champ magnétique
ce qui en fait des objets très très intéressants.

English: 
that explains everything about them.
But basically white dwarf
is a type of
remnant star
that is about size of
our own planet Earth.
But actually our Sun will become as well,
one day our Sun will actually turn into something like this.
Neutron star on the other hand is something
a lot, a lot, a lot smaller.
Something maybe the size of a city
in real life.
But also has a similar mass to the white dwarf.
So,
this has a lot more density than this.
This also has a lot more surface gravity than this.
The actual values that we're talking about here
are...
Basically this thing is about 600 times bigger than this,
and at the same time, the gravitational field
on the neutron star,
is about 400,000 times higher than on the white dwarf.
Neutron stars also have much higher temperatures, they spin much faster,
and they produce a lot more magnetic field,
which makes them very very interesting objects.

French: 
Et dans notre cas, cette étoile particulière est aussi un pulsar,
c'est pourquoi elles "pulse" aussi vite.
Mais quand ces deux entrent en collision
vous pouvez l'imaginer, les choses vont...
mal se passer, pour toutes les deux.
Elles vont changer dramatiquement.
Alors, dans ce jeu, quand elles se heurtent, voila ce qui se passe
Elles vont entrer en collision
en temps réel.
Et...
nous y voila.
Elles se transforment en supernova et disparaissent complètement.
Mais dans la réalité, c'est un peu plus compliqué que ça.
Parlons maintenant de
quelques systèmes
réels où il y a vraiment
une étoile à neutrons et
une naine blanche qui orbitent l'une autour de l'autre.
Mais avant ça, parlons de
ce qui leur est arrivé,
parlons vraiment de ce qui...
a créé ce système. Et ici, je vais juste utiliser Aldébaran
et Antarès,
pour une sorte de
petite simulation de
comment ces systèmes sont nés.
Alors ces deux étoiles ont assez grosses.
Elles sont beaucoup plus massives que notre Soleil.

English: 
And in this case this particular star is also a pulsar,
which is why it's pulsating so fast.
But when these two collide,
you can imagine things will go...
wrong, for both of them.
They'll change dramatically.
Now in this game, when they collide, this is what happens.
We're about to see their collision
in real time.
And...
here we go.
They turn into a supernova and they disappear completely.
Now the reality is a little bit more complicated than that.
Let's actually talk about
some of the realistic
systems where there are actually
both neutron star and
a white dwarf orbiting around one another.
But before we talk about
how and what happens to them,
let's actually talk about what...
created the central system. And here i'm just going to use Aldebaran
and Antares,
for a kind of
very short simulation of
how these systems came to be.
So these two stars are relatively large. They're a little bit..
or actually quite more massive than our Sun.

French: 
De taille beaucoup plus grande aussi.
Et la chose importante à savoir ici, c'est que ces deux étoiles sont de masse différente.
Alors, il y a longtemps.
la plus grosse des deux avait tellement de masse et d'énergie qu'elle
a brûlé et est devenue une étoile à neutrons. Donc
cette étoile ici va en réalité devenir une supernova
(et je simule ça en cliquant sur le bouton explosion ici)
et elle va, en fait, se transformer en...
une étoile à neutrons. A ce moment là, cette Antarès
est maintenant une "étoile à neutrons Antarès".
Et ensuite, il y avait ces 2 étoiles qui tournaient l'une autour de l'autre.
La très, très petite étoile à neutrons ici, qui avait encore pas mal de masse,
et l'étoile de la séquence principale,
qui était un peu plus grande que notre Soleil, mais qui avait surement
beaucoup moins de masse qu'Antarès, juste ici.
Et avec le temps, Antarès a certainement arraché beaucoup de masse à cette étoile
la rendant beaucoup plus petite, et finalement

English: 
A lot more big in size as well.
An the important thing here to know is that these two stars were of different mass.
So long time ago..
the larger star, because it had so much more mass and so much more energy,
burned out and became a neutron star. So
this star right here will actually go supernova
- and i'll make this happen by basically clicking explode button right here -
and it'll actually turn into...
a neutron star. So right now this Antares
is now an Antares neutron star.
And then we basically had these two stars orbiting around one another.
So very very very tiny neutron star right there that still quite had a lot of mass,
and the main sequence star,
that was a little bit larger than our Sun, but very likely
a lot more mass... err, a lot less massive than the Antares right here.
And with time Antares very likely either sucked off a lot of the mass from this star,
making it a lot smaller, and eventually

English: 
turn to white dwarf,
or just waited until this star also exploded,
just like that,
and became a white dwarf.
So here's our Aldebaran white dwarf and Antares neutron star.
So now they're going to be orbiting around one another
for many many many millions and billions of years.
Now we can actually remove these supernovas because they're technically going to disappear with time.
And we're also just going to rename these into "white dwarf" and "neutron star".
So then these stars basically started to orbit one another,
and kind of existed together for a very long time.
But because there is a lot of interaction between them,
because there is a lot of really interesting effects including relativistic effects involved,
and basically a lot of gravitational waves are produced
from these two very dense bodies orbiting around one another,
with time these two will actually approach each other,
closer and closer and closer. We can actually simulate this by
manually moving them closer and closer together.
Now...

French: 
la transformant en naine blanche,
ou elle a juste attendu que cette étoile explose aussi,
comme ça,
et qu'elle devienne une naine blanche.
Alors voila notre naine blanche Aldébaran et l'étoile à neutrons Antarès.
Maintenant, elles vont orbiter l'une autour de l'autre
pendant des millions, et des millions et des milliards d'années.
Maintenant nous pouvons retirer ces supernovas, parce que techniquement elles vont disparaître avec le temps.
Et nous allons aussi renommer ces étoiles en "naine blanche" et "étoile à neutrons".
Et ces étoiles ont commencé à se tourner autour,
et ont existé ensemble pendant très longtemps.
Mais parce qu'il y a beaucoup d'interactions entre elles,
il y a beaucoup d'effets très intéressants, dont des effets relativistes qui entrent en compte,
et fondamentalement, beaucoup d'ondes gravitationnelles sont produites
par ces deux corps très denses qui orbitent ensemble,
avec le temps, ils vont commencer à se rapprocher,
de plus en plus près. On peut en fait simuler ça en
les déplaçant manuellement de plus en plus près.
Maintenant...

French: 
Elles sont toujours très denses et très massives,
et...
beaucoup de choses vont surement mal se passer pendant qu'elles se rapprochent.
Beaucoup plus d'ondes gravitationnelles vont être créées, elles se rapprocheront encore plus,
et à un moment, les choses vont commencer à être difficiles pour la naine blanche.
En fait, comme elle est moins dense que l'étoile à neutron
deux choses peuvent arriver.
La première c'est que l'étoile à neutrons va commencer à acquérir le...
le disque d'accrétion que j'essaye de créer en ce moment,
mais je sais qu'il va s'envoler dès que j'aurais démarré la simulation. Alors
je vais juste mettre en pause pour l'instant et vous montrer à de quoi ça pourrait avoir l'air.
Alors, allons-y. Donc, ça pourrait créer un disque d'accrétion
essentiellement en siphonant
les matériaux de la naine blanche.
Et si ça arrive,
déjà, il y aura beaucoup d'explosions de nova, a chaque fois qu'on atteint
la masse critique, ça va exploser et une nova va se produire
(à propos de laquelle vous pouvez regarder une de mes anciennes vidéos).

English: 
They are still very dense, they're still very very massive,
and...
a lot of things will very likely go wrong, the closer they move. So
a lot more gravitational waves are produced, they move even closer together,
and at some point, things will start going a little bit difficult for the white dwarf.
Because it's actually less dense than the neutron star
two things can happen.
One is that maybe the neutron star will actually start acquiring the...
the accretion disc around it that i'm trying to create right here,
but i know it's going to fly away as soon as i start the simulation. So
i'm just going to pause the time for now, and just show you what it may have looked like.
So there we go. So it might create an accretion disc
by essentially siphoning off
the material from the white dwarf.
And if this happens,
first of all there going to be a lot of nova explosions, so every time this becomes
critical mass, things will explode and a nova will occur
- about which you can learn in one of the videos i posted previously -

English: 
Or this thing might even create planetary bodies around the neutron star.
And we think that
the few neutron stars that we found that actually have
planets orbiting around them
may have actually acquired these planets
in such a way. So
there might be actually a planet here later on
that is going to orbit
around us. So let's just place Earth right here,
just for fun,
because this might represent
what will happen to
all this accretion stuff
with time.
But that's just one theory.
Another theory suggests that
as these two orbit closer and closer together,
the neutron star might actually
becomes what's known as the
Thorne Żytkow object
also known as TZO object.
In other words, the neutron star will actually go inside of the white dwarf,
and stay inside of it. It'll combine with the core of the white dwarf
creating this kind of a hybrid star.
Basically a white dwarf

French: 
Et cette chose pourrait même créer un disque planétaire autour de l'étoile à neutrons.
Et on pense que
les quelques étoiles à neutrons découvertes qui ont
des planètes qui tournent autour d'elles
pourraient en fait avoir acquis ces planètes
de cette façon. Donc
il pourrait vraiment y avoir une planète ici
qui orbiterait
autour des étoiles. Alors plaçons une Terre ici,
juste pour rire,
parce que ça peut représenter
ce qui arrive à
tout ce disque d'accrétion
avec le temps.
Mais c'est juste une hypothèse.
Une autre hypothèse suggère que
comme ces deux orbitent de plus en plus près,
l'étoile à neutrons pourrait en fait
devenir ce qu'on appelle
un objet de Thorne-Żytkow
aussi appelé objet TZO.
En d'autres termes, l'étoile à neutrons va rentrer à l'intérieur de la naine blanche,
et rester à l'intérieur. Elle se combinera avec le noyau de la naine blanche
créant une sorte d'étoile hybride.
En gros, une naine blanche

French: 
qui a une étoile à neutrons à l'intérieur. Et c'est en réalité ce que vous voyez là.
C'est une étoile à neutrons
à l'intérieur, et autour, il y a ces matériaux de la naine blanche
qui tourne autour d'elle.
A un moment donné,
cette étoile à neutrons va certainement avaler
complètement la naine blanche
et ensuite, soit se retransformer en supernova.
soit créer un trou noir.
Maintenant,
toutes les simulations de modèles
de cet objet TZO suggèrent qu'avec le temps
toutes les collisions naine blanche / étoile à neutrons vont finir en trou noir.
Donc, à un moment ça
va devenir ça:
Un trou noir, que vous voyez juste ici
au centre (on va le renommer en "trou noir").
Et simplement à cause d'une interaction entre les matériaux d'une étoile à neutrons et d'une naine blanche,
ça va mener à une instabilité,
et très probablement s'effondrer et créer un trou noir.

English: 
that has a neutron star inside. And this is actually what you've seen right here.
There's a neutron star
on the inside, and around it, it has this white dwarf material
that's basically orbiting around it.
Now at some point,
this neutron star will very likely swole
the white dwarf completely and
then will either go supernova again,
or create a black hole.
Now,
all of the model simulations of
this TZO object appearing suggest that with time
all of the white dwarf / neutron star collisions will result in a black hole.
So basically, after a while this
will turn into this:
A black hole, right there that you see
in the center - we're actually going to rename this as "black hole" now.
And simply because an interaction between a neutron star material and a white dwarf material,
will eventually lead to instability,
and will very likely collapse and create the black hole.

French: 
Et donc, ici le trou noir va faire ralentir cette naine blanche,
et nous y voilà.
Alors ce trou noir est très très beau, couvert de très intéressantes
taches d'explosions, qui vont surement disparaître si j'accélère le temps.
Et comme vous le voyez, ce trou noir tournoie aussi. On a créé un trou noir tournoyant.
En fait, c'est une des rares fois où j'ai vu un trou noir tournoyant dans Univers Sandbox.
Et donc, c'est surement
le scénario le plus probable
une collision entre une étoile à neutrons
et
une naine blanche. Ce n'est pas vraiment une supernova, mais c'est très probablement
soit une sorte de nova suivie d'un trou noir,
ou
un TZO ou
en gros une étoile hybride
où une étoile à neutrons
a une naine blanche autour d'elle
qui ensuite résultera
en un trou noir.
Et le scénario le moins probable, étant
une étoile à neutrons qui a
des planètes qui orbitent
en un système.
Donc la naine blanche pourrait en fait se transformer en
un système planétaire.

English: 
And so here the black hole is actually going to slow this white dwarf,
and, that's it, here we go.
So this black hole is now very very beautiful covered in really interesting
explosion spots that will probably disappear if i accelerate time.
And as you can see this black hole is also spinning. It's a spinning black hole that we managed to create.
This is actually one of the few times i've seen a spinning black hole in Universe Sandbox.
And so that's very likely
the most likely scenario
of a collision between a neutron star
and
a white dwarf. It's not really a supernova, but it's very likely
either some kind of a nova followed by black hole,
or
a TZO or
basically a hybrid star
where neutron star
with a white dwarf around it
that'll then result
in a black hole.
And with the least likely scenario being
a neutron star that has
orbiting planets
in it's system.
So the white dwarf might actually turn into
a planetary system.

French: 
Enfin, accélérons ça, et réessayons ce
système binaire à nouveau, car je veux récréer ça
de zéro pour vous montrer exactement ce qui s'est passé ici
parce que vous ne l'avez peut-être pas vu.
Et comme vous le voyez, mon trou noir tournoyant se refroidit lentement
et ses taches disparaissent,
le changeant en vrai
trou noir, c'est sur le point d'arriver.
Alors, lançons une nouvelle simulation. Je vais vous montrer comment j'ai fait tout ça.
Nous allons sélectionner un des pulsars en bas.
On le met au milieu. Puis, nous allons utiliser un "mouvement équilibré"
et ralentir le temps, bien sur,
et placer une naine blanche, par exemple Sirius B,
autour. Alors plaçons là par ici,
mettons en pause.
Et maintenant vous avez ce projet avec deux objets
orbitant l'un autour de l'autre, c'est assez cool.
Mais le truc c'est...
comme cet objet là est beaucoup plus dense, et celui-ci beaucoup moins dense,
en fait, ils interagissent ensemble
en termes de forces de marées.

English: 
Anyway, so let's accelerate this and let's actuallt try this
dual system again, because i want to recreate this
from scratch just to show what exactly happened here
because you may have actually missed it.
And as you can see my spinning black hole slowly cooling down
and his spots are slowly disappearing,
making it a true
black hole, that it's about to become.
Anyway, so let's start a new simulation. I'm gonna show you how i did all of this.
We're going to select one of the pulsars on the bottom here.
Place it in the middle. Then we're going to use a balanced motion,
and slow down time of course,
and place a white dwarf, like for example Sirius B
around it. So let's just place it somewhere right here,
pause the game.
And so now you have these two objects
orbiting around one another project, pretty cool.
But the thing is...
because this is a much more dense object, and because this is a slightly less dense object,
they are actually interacting with each other
in terms of tidal forces as well. So

English: 
they're actually within each others
Roche lobes, and you can actually check that value
by going right here. So they're actually...
Oh, this object is actually
outside of it's Roche lobe limit, meaning a lot of it's mass is going to be lost,
and acquired
by the pulsar. And you'll see that happening
in a few seconds,
as soon as i start orbiting them aroud each other
you can even see...
If you click on the white dwarf you'll that it's actually going to start losing size and mass
progressively.
So it will get less and less mass because
the white dwarf is less dense,
and the neutron star is going to suck away some of it's mass for itself.
And there we go, so that's
the first acquiring of the mass from the white dwarf,
and as we basically run the simulation longer and longer,
the neutron star will start growing,
and the white dwarf will start
slowly shrinking
until...
at some point

French: 
En fait, ils sont chacun à l'intérieur du
lobe de Roche de l'autre. Et vous pouvez vérifier cette valeur
en allant juste ici. Alors, ils sont...
Oh, en fait, cet objet est
en dehors de la limite du lobe de Roche, ça veut dire que beaucoup de sa masse va être perdue
et acquise
par le pulsar. Et vous allez voir ça se passer
dans quelques secondes,
dès que j'aurais lancé leurs orbites
et vous pouvez même voir...
si vous cliquez sur la naine blanche qu'elle va commencer à perdre sa taille et sa masse
progressivement.
Alors, vous aurez de moins en moins de masse parce que
la naine blanche est moins dense,
et l'étoile à neutrons va aspirer une partie de sa masse.
Et voila, alors c'est
la première acquisition de la masse de la naine blanche,
et si on poursuit la simulation de plus en plus longtemps,
l'étoile à neutrons va grossir,
et la naine blanche va
lentement rétrécir
jusqu'à
à un moment

English: 
the neutron star gets so big
and so massive
that it's basically
going to collide or collapse with
the white dwarf. And this is actually a pretty cool simulation to run
because it does show you
both the effects of the roche lobes
and the interaction of two very dense
very very massive objects.
And don't forget, these are actually more massives than our Sun,
even though in comprison to our Sun
they're absolutely tiny. Look how small they are.
They're barely size of our planet Earth.
But they're going to be creating a lot of
super-energy in a second, as soon as they collide.
Because they're actually going to disappear
and create a beautiful supernova.
And this is actually yet another possibility, but
mathematically, it's very unlikely to happen.
And if you're actually interested in this topic
there's a few papers i'm going to post about this.
You can read them in more details even tough they're kind of actually complex.
Took me a while to digest it myself.
And so here we go, at 3,

French: 
l'étoile à neutrons devient si grosse
et si massive
qu'elle va
entrer en collision avec
la naine blanche. Et c'est vraiment une simulation cool à jouer
parce qu'elle vous montre
à la fois les effets des lobes de Roche
et l'interaction de deux objets très denses
et très très massifs.
Et n'oubliez pas qu'elles sont en fait plus massives que notre Soleil
même si en comparaison avec note Soleil
elle sont minuscules. Regardez comme elles sont petites.
Elles sont à peine de la taille de notre Terre.
Mais elles vont créer énormément
d'énergie dans un instant, dès qu'elles se heurteront.
Parce qu'elles vont finalement disparaitre
et créer une belle supernova.
Et c'est en fait une autre possibilité, mais
mathématiquement, c'est très peu probable.
Et si vous êtres vraiment intéressés par ce sujet
je vais poster quelques articles à propos de ça.
Vous pourrez y trouver plus de détails, même s'ils sont assez complexes.
Il m'a fallu du temps pour les digérer moi-même.
Et nous y voila, dans 3

French: 
2, 1, elles se touchent, elles vont exploser à tout instant, et boum !
Voici notre supernova
Et c'est tout ce que je voulais vous dire et vous montrer dans cette vidéo.
J'espère que ça vous a plu, et que vous y avez appris quelque chose. Si oui, n'oubliez pas de vous abonner.
Partagez cette vidéo avec quelqu'un qui aime les jeux éducatifs, et les vidéos en relation.
Ou quelqu'un qui aime apprendre en jouant à des jeux.
A bientôt dans la prochaine vidéo où nous apprendrons autre chose à propos de l'espace, de la science ou des maths.
Et
[space out]
A bientôt.
N'oubliez pas de revenir demain pour voir autre chose et apprendre une chose totalement différente.
Et comme toujours
A bientôt.
Bye bye.

English: 
2, 1, they're already touching, they're going to explode any second now, and boom!
There's your supernova.
And so that's really all I wanted to say in this video and show you as well.
Hope you enjoyed this and hope you learned something from it. And if you did, don't forget to subscribe.
Share this video with someone who enjoys watching educational video games and related videos.
And someone who just like to learn stuff using video games.
I'll see you guys in the next video and we're going to learn something else about space, science or math.
And
space out.
See you later.
Don't forget to come back tomorrow to watch something else and learn something completely different.
And as always
See you later.
Bye bye.
