La naine blanche. C’est a priori le dernier stade de l’évolution d’une étoile de type solaire. Un objet des plus banal, donc. Mais des astronomes viennent tout juste d’en observer une qui sort du lot. La plus petite des naines blanches. À peine plus grande que la Lune.
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Une naine blanche, par définition, ce n'est pas grand. Du point de vue de l'astronomeastronome, s'entend. Le reste d'une étoile de taille modeste qui se retrouve concentré dans une boule d'environ le rayon de la Terre. Soit un peu plus de 6.000 kilomètres. Et aujourd'hui, des chercheurs de l’Institut de technologie de Californie (Caltech, États-Unis) annoncent avoir mis la main, à seulement 130 années-lumière de chez nous, sur une naine blanche encore plus petite. La plus petite jamais observée !
Le saviez-vous ?
Les naines blanches sont ce qu’il reste d’étoiles moyennes, de moins de huit fois la masse du Soleil. Le destin de 97 % des étoiles. Et celui de la nôtre aussi. Qui après s’être transformée en géante rouge finira par perdre ses couches externes et par se compacter en naine blanche.
Avec un rayon de 2.100 kilomètres, ZTF J1901+1458 est à peine plus grande que notre Lune -- dont le rayon est de l'ordre de 1.700 kilomètres. Mais elle n'en « pèse » pas moins lourd. « Dans un corps de la taille de la Lune, elle maintient une masse supérieure à celle de notre SoleilSoleil, précise Ilaria Caiazzo, astrophysicienne, dans un communiqué de Caltech. Cela peut sembler contre-intuitif, mais les naines blanches les plus petites sont aussi les plus massives. Car leur taille est régulée par la mécanique quantiquemécanique quantique ».
À grands renfortsrenforts d'instruments performants -- la Zwicky Transient Facility (ZTF), le télescopetélescope KeckKeck I du W.M. Keck Observatory ou encore le Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS) --, les chercheurs sont parvenus à caractériser ZTF J1901+1458. Ils racontent son histoire. En nous rappelant que dans notre UniversUnivers, beaucoup d'étoiles vont par paires. Or lorsqu'une naine blanche tourne autour d'une autre de manière assez rapprochée, les deux perdent de l'énergieénergie et finissent par fusionner. Deux scénarios peuvent alors se jouer. Si elles étaient suffisamment massives, les naines blanches explosent en une supernovasupernova de type Ia. Sinon, elles se combinent en une nouvelle naine blanche, plus massive et dont le champ magnétiquechamp magnétique et la vitesse de rotationvitesse de rotation augmentent.
Les prémices d’une étoile à neutrons ?
C'est ce qui est arrivé à ZTF J1901+1458. Et voilà la naine blanche la plus petite jamais observée avec une masse de 1,35 masse solaire et un champ magnétique presque un milliard de fois plus fort que celui de notre étoile. Une naine blanche de moins de 100 millions d'années, qui fait un tour sur elle-même toutes les sept minutes.
Les astronomes espèrent désormais utiliser la même méthode pour débusquer d'autres naines blanches semblables. Et répondre enfin à toutes les questions qu'ils se posent.
Ils envisagent notamment que si certaines naines blanches formées par collision sont suffisamment massives, elles pourraient évoluer en étoiles à neutrons. Ce type d'étoiles se forment généralement lorsqu'une étoile bien plus massive que notre Soleil explose en supernova. « Nous sommes là dans la spéculation », reconnait Ilaria Caiazzo. Mais si cette hypothèse venait à être confirmée, cela pourrait signifier qu'une grande partie des étoiles à neutronsétoiles à neutrons connues ont pu se former de cette façon.
