De nouvelles recherches utilisant les données du satellite Gaia ont révolutionné notre compréhension des étoiles naines blanches. Traditionnellement considérées comme des « étoiles mortes » refroidissant au fil du temps, il a été constaté que le processus de refroidissement de certaines d’entre elles est interrompu pendant des milliards d’années en raison de la libération d’énergie gravitationnelle interne. Crédit : Issues.fr.com
Des découvertes récentes montrent certains nain blanc les étoiles arrêtent leur refroidissement en raison de la libération d’énergie gravitationnelle, renversant la croyance selon laquelle ces étoiles ne sont que des restes de refroidissement et suggérant d’importantes révisions astronomiques et éducatives.
Ouvrez n’importe quel manuel d’astronomie à la section sur les étoiles naines blanches et vous apprendrez probablement qu’il s’agit d’« étoiles mortes » qui se refroidissent continuellement avec le temps. Nouvelle recherche publiée dans Nature remet en question cette théorie, l’Université de Victoria (UVic) et ses partenaires utilisant les données du Agence spatiale européennec’est Gaïa satellite pour révéler pourquoi une population d’étoiles naines blanches a cessé de se refroidir pendant plus de huit milliards d’années.
«Nous avons découvert que l’image classique selon laquelle toutes les naines blanches sont des étoiles mortes est incomplète», déclare Simon Blouin, co-chercheur principal et chercheur national à l’Institut canadien d’astrophysique théorique à l’UVic. « Pour que ces naines blanches arrêtent de se refroidir, elles doivent disposer d’un moyen de générer de l’énergie supplémentaire. Nous ne savions pas exactement comment cela se produisait, mais nous avons désormais une explication à ce phénomène.
Comprendre l’âge et d’autres aspects des étoiles naines blanches aide les scientifiques à reconstruire la formation des étoiles naines blanches. voie Lactée Galaxie. Utilisation de 2019 Gaïa données, Blouin a collaboré avec Antoine Bédard du Université de Warwick et Sihao Cheng, chercheur à l’Institut d’études avancées, pour faire la découverte.
Vue complète du ciel de la Voie lactée prise par l’observatoire spatial Gaia de l’Agence spatiale européenne. Crédit : ESA/Gaia/DPAC ; CC BY-SA 3.0 IGO. Remerciements : A. Moitinho.
Découvrir une nouvelle énergie dans les naines blanches
Plus de 97 % des étoiles de la Voie lactée deviendront éventuellement des naines blanches. Les scientifiques ont longtemps considéré ces étoiles comme étant en fin de vie. Ayant épuisé leur source d’énergie nucléaire, ils arrêtent de produire de la chaleur et se refroidissent jusqu’à ce que l’atmosphère dense plasma dans leurs intérieurs se fige dans un état solide, et l’étoile se solidifie de l’intérieur vers l’extérieur. Ce processus de refroidissement peut prendre des milliards d’années.
Selon le nouvel article, chez certaines naines blanches, le plasma dense à l’intérieur ne gèle pas simplement de l’intérieur vers l’extérieur. Au lieu de cela, les cristaux solides formés lors de la congélation sont moins denses que le liquide et veulent donc flotter. Lorsque les cristaux flottent vers le haut, ils déplacent le liquide le plus lourd vers le bas. Le transport de matériaux plus lourds vers le centre de l’étoile libère de l’énergie gravitationnelle, et cette énergie est suffisante pour interrompre le processus de refroidissement de l’étoile pendant des milliards d’années.
«C’est la première fois que ce mécanisme de transport est observé dans n’importe quel type d’étoile, ce qui est passionnant, car ce n’est pas tous les jours que nous découvrons un tout nouveau phénomène astrophysique», explique Bédard, chercheur à l’Université de Warwick.
La raison pour laquelle cela se produit dans certaines étoiles et pas dans d’autres est incertaine, mais Blouin pense que cela est probablement dû à la composition de l’étoile.
« Certaines étoiles naines blanches sont formées par la fusion de deux étoiles différentes. Lorsque ces étoiles entrent en collision pour former la naine blanche, la composition de l’étoile change de manière à permettre la formation de cristaux flottants », explique Blouin.
Implications de la recherche
Les naines blanches sont couramment utilisées comme indicateurs d’âge : plus une naine blanche est froide, plus on suppose qu’elle est âgée. Cependant, en raison du retard supplémentaire de refroidissement constaté chez certaines naines blanches, certaines étoiles d’une température donnée peuvent être des milliards d’années plus vieilles qu’on ne le pensait auparavant.
«Cette nouvelle découverte nécessitera non seulement une révision des manuels d’astronomie, mais également que les astronomes revisitent le processus qu’ils utilisent pour déterminer l’âge des populations stellaires», ajoute Blouin.
La recherche est soutenue par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), le programme de bourses postdoctorales Banting, le Conseil européen de recherches et l’Institut canadien d’astrophysique théorique (CITA).
