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Les naines blanches ne sont pas des étoiles particulièrement rares, mais leur température et leur très faible luminosité les rendent difficiles à détecter. La plus froide et sombre jamais observée a récemment été découverte par des astronomes américains, et se voit qualifier de diamant en raison de sa composition. 

Des astronomes américains ont fait une belle découverte : un gros diamant de la taille de la Terre. Plus précisément, une étoile naine blanche essentiellement composée de carbone cristallisé, tout comme les diamants. Mais ne vous imaginez pas un gros astre brillant de mille feux dans l’espace : les scientifiques ont en fait eu beaucoup de difficultés à détecter cette étoile, probablement la plus sombre et froide naine blanche jamais observée.

C’est grâce à un pulsar que les chercheurs de l’Université de Milwaukee, dans le Wisconsin, ont pu identifier cette étoile vieille de 11 milliards d’années.

Un pulsar révélateur 

Lorsqu’une étoile a épuisé toutes ses réserves de combustible nucléaire, elle devient une naine blanche, qui ne conserve que son cœur chaud. Au fil du temps, la naine blanche essentiellement constituée de carbone et d’oxygène se refroidit et s’éteint. Très peu lumineuse, ces étoiles sont donc particulièrement difficiles à repérer pour les astronomes, même avec de puissants télescopes.

En fait, c’est un pulsar qui a permis aux scientifiques de localiser cette naine blanche, qui ne porte pas encore de nom. Un pulsar est une étoile à neutron tournant très rapidement sur elle-même en émettant de puissantes radiations électromagnétiques. Ce type d’étoile est issu d’une supernova, l’explosion d’une étoile.

Situé à 900 années lumières de notre planète dans la constellation du Verseau, le pulsar PSR J2222-0137 a été détecté il y a deux ans par Jason Boyles, de la West Virginia University, à l’aide du Green Bank Telescope, le plus grand radiotélescope orientable au monde. Mais cette étoile à neutrons n’est pas seule : en l’analysant, les chercheurs ont découvert qu’elle est liée par la gravitation à un autre élément.

Un astre très difficile à observer

Autres étoile à neutrons ou naine blanche ? Pour le savoir, les scientifiques ont étudié comment la gravité de ce second élément déformait l’espace et causait des retards dans les émissions de signaux du pulsar, selon la théorie de la relativité d’Einstein.

Les résultats ont alors révélé que l’objet inconnu est en fait une naine blanche, dont la masse est 1,2 fois plus grande que celle du soleil. Mais visualiser cette étoile s’est avéré bien plus difficile que prévu. Les scientifiques ont utilisé le télescope SOAR (Southern Astrophysical Research Telescope), au Chili, et le télescope Keck situé à Hawaï, sans succès.

L’image finale est surprenante, mais plutôt frustrante, comme l’explique à Phys.org l’un des membres de l’équipe, Bart Dunlap : “L’image finale nous montre une étoile 100 fois plus sombre que n’importe quelle autre naine blanche orbitant autour d’une étoile à neutrons et environ 10 fois plus sombre que les naines blanches que nous connaissons, mais on ne voit rien”.

La naine blanche la plus froide et sombre jamais observée

Les scientifiques sont pourtant certains que l’étoile existe bel et bien. “S’il y a une naine blanche ici, et c’est presque sûr, elle doit être extrêmement froide”, ajoute Bart Dunlap. Soit environ 3.000 Kelvin, ou 2.700°C. En comparaison, le Soleil a une température approximative de 15 millions de Kelvin.

Avec une température aussi basse, le carbone présent au sein de la naine blanche s’est cristallisé, formant ainsi un énorme diamant de la taille de la Terre. “C’est un objet remarquable. Ces choses existent, mais elles sont si sombres qu’elles sont très difficiles à trouver”, explique David Kaplan, auteur principal de l’étude parue dans l’Astrophysical Journal.