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Astronomie et astrophysique 101 : Naine blanche

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Ressemblant à des joyaux scintillants, les étoiles sur cette image du télescope spatial Hubble à gauche font partie de l'ancien amas d'étoiles globulaires NGC 6397. Parmi ces étoiles brillantes se trouvent des étoiles extrêmement faibles. La caméra avancée d'étude de Hubble a effectué un recensement des étoiles de l'amas, révélant les étoiles les plus faibles jamais vues dans un amas globulaire. Les amas globulaires sont des concentrations sphériques de centaines de milliers d’étoiles anciennes. Crédit : NASA, ESA et H. Richer (Université de la Colombie-Britannique)

Qu'est-ce qu'une naine blanche ?

UN nain blanc est le noyau stellaire laissé après qu'une étoile mourante ait épuisé son combustible nucléaire et rejeté ses couches externes pour former une nébuleuse planétaire.

Evolution et caractéristiques des naines blanches

Le destin ultime d’une étoile dépend de sa masse initiale. Il existe plusieurs manières possibles pour certaines étoiles (dont la masse initiale est comprise entre environ 80 % et 10 fois celle du Soleil) de devenir éventuellement des naines blanches.

La grande majorité des naines blanches se forment après qu’une étoile mourante a expulsé ses couches externes pour former une nébuleuse planétaire, laissant derrière elle un noyau interne approximativement de la taille de la Terre qui est la naine blanche. D'autres naines blanches dans les systèmes binaires peuvent exploser sous forme de novae, mais ne peuvent ensuite pas former de étoile à neutrons ou un trou noir. Les étoiles plus massives ont un destin différent et explosent sous forme de supernovae.

Les naines blanches ne supportent plus les réactions de fusion nucléaire génératrices d’énergie, mais elles sont toujours extrêmement chaudes. Elles se refroidissent avec le temps et il est prévu qu'elles finiront par former des « naines noires », bien que l'Univers ne soit probablement pas assez vieux pour qu'il y ait encore des naines noires.

La luminosité des naines blanches peut donc être utilisée par les astronomes pour mesurer depuis combien de temps la formation d’étoiles a commencé dans une région particulière. En fournissant d'importantes archives « fossiles » des étoiles à partir desquelles elles se sont formées, les naines blanches constituent un outil cosmologique important.

Une naine blanche est le noyau stellaire laissé après qu’une étoile mourante ait épuisé son combustible nucléaire et expulsé ses couches externes pour former une nébuleuse planétaire. Crédit : ESA/Hubble, NASAESA, STScI et G. Bacon (STScI)

Percées observationnelles dans les études sur la naine blanche

En 2006, Hubble a été le premier télescope à observer directement des naines blanches dans des amas d’étoiles globulaires, que les astronomes ont décrit comme les étoiles les plus sombres jamais vues dans un amas d’étoiles globulaires. La caméra avancée d'étude de Hubble a réalisé un recensement de deux populations stellaires distinctes dans un amas, connu sous le nom de NGC 6397, et a étudié les étoiles naines les plus faibles.

Banque de mots Nain blanc

Crédit : NASA, ESA et H. Richer (Université de la Colombie-Britannique)

Les découvertes de Hubble dans la recherche sur White Dwarf

En 2013, Hubble a découvert des signes de planètes semblables à la Terre dans l’atmosphère de deux étoiles naines blanches situées à environ 150 années-lumière et âgées de seulement 625 millions d’années. Les observations spectroscopiques de Hubble ont identifié du silicium dans l'atmosphère des deux naines blanches, un ingrédient majeur de la matière rocheuse qui forme la Terre et d'autres planètes telluriques du système solaire. Le silicium pourrait provenir d'astéroïdes qui ont été déchiquetés par la gravité des naines blanches lorsqu'elles se sont rapprochées trop près des étoiles. Les débris rocheux ont probablement formé un anneau autour des étoiles mortes, ce qui a ensuite canalisé la matière vers l'intérieur.

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