La naine blanche « extrême » a établi des records cosmiques de petite taille et de masse énorme

Écrit par Will Dunham

WASHINGTON (Reuters) – Au milieu de leur mort, près de 97% de toutes les étoiles se transforment en un zombie stellaire flamboyant appelé naine blanche, l’un des objets les plus denses de l’univers. Une naine blanche nouvellement découverte est considérée comme la plus « extrême » d’entre elles, entasse une quantité effrayante de masse dans un paquet étonnamment petit.

Les scientifiques ont déclaré mercredi que cette naine blanche hautement magnétisée tournait 35% plus vite que notre soleil, mais avait un petit diamètre à peine plus grand que la lune de la Terre. Cela signifie qu’elle a la plus grande masse et la plus petite taille, contrairement à ce qui est attendu, de toutes les naines blanches connues, en raison de son énorme densité.

Il n’y a que deux autres types d’objets – les trous noirs et les étoiles à neutrons – qui sont plus compacts que les naines blanches.

La façon dont est née cette naine blanche, nommée ZTF J1901 + 1458, est également inhabituelle. Il semble être le produit d’un système stellaire binaire dans lequel deux étoiles orbitent l’une autour de l’autre. Ces deux étoiles ont évolué séparément en naines blanches à la fin de leur cycle de vie, puis se sont rapprochées l’une de l’autre et ont fusionné en une seule entité.

Même avec une masse plus compacte, cette fusion aurait déclenché une explosion d’étoiles massive appelée supernova, a déclaré l’astrophysicienne de Caltech Ilaria Kayazo, auteur principal de l’étude publiée dans Nature. Kiyazu a ajouté qu’il est encore susceptible d’exploser à un moment donné dans le futur.

« Cette naine blanche est vraiment extrême », a déclaré Kiazu. « Nous avons trouvé quelque chose de l’ordre de la taille et du poids d’une naine blanche. »

Il est situé relativement près de notre galaxie de la Voie lactée, à environ 130 années-lumière de la Terre. Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière en une année – environ 5,9 billions de miles (9,5 billions de km).

La naine blanche rétrécit très progressivement et devient de plus en plus dense. S’il n’explose pas, le noyau pourrait s’effondrer en une étoile à neutrons, un autre type d’étoile résiduelle de la taille d’une ville qui se forme généralement après que certaines étoiles très massives deviennent une supernova. Il s’agirait d’une voie jusqu’alors inconnue pour la formation d’étoiles à neutrons.

L’histoire continue

La naine blanche a été repérée par l’astrophysicien et co-auteur de l’étude Kevin Bridge de l’observatoire Palomar du California Institute of Technology.

« Les naines blanches sont la forme la plus courante de restes stellaires », a déclaré Bridge, qui a travaillé sur l’étude à Caltech et se dirige vers le MIT. « C’est donc incroyable de voir les valeurs aberrantes les plus extrêmes parmi eux. »

Avec un diamètre d’environ 2 670 miles (4 300 km) – à peu près la distance de Boston à Los Angeles ou de Londres à Téhéran – il dépasse le diamètre de la lune d’environ 2 160 miles (3 475 km).

Alors que notre Soleil tourne sur son axe une fois tous les 27 jours, cette naine blanche le fait toutes les sept minutes. Son champ magnétique est environ un milliard de fois plus fort que celui de la Terre

On pense que les étoiles ayant une masse jusqu’à huit fois la masse de notre Soleil deviendront une naine blanche. Ces étoiles finissent par brûler tout l’hydrogène qu’elles utilisent comme combustible par fusion nucléaire. À ce stade, la gravité l’amène à s’effondrer et à exploser ses couches externes dans la phase de « géante rouge », laissant finalement un noyau dense qui est une naine blanche.

Les naines blanches ont des températures initialement élevées mais se refroidissent progressivement avec le temps, et elles manquent de toute nouvelle source d’énergie. Dans environ 5 milliards d’années, notre soleil devrait devenir une géante rouge puis une naine blanche.

(Reportage par Will Dunham; Montage par Rosalba O’Brien)