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Hubble découvre des naines blanches qui brûlent de l’hydrogène et vieillissent lentement

Les astronomes ont découvert la première preuve que les naines blanches peuvent ralentir le taux de vieillissement en brûlant de l’hydrogène à leur surface.

Cette découverte remet en question la vision dominante des naines blanches – des étoiles qui ont brûlé tout l’hydrogène qu’elles utilisaient autrefois comme combustible nucléaire – comme des étoiles dormantes qui se refroidissent lentement.

Les observations proviennent du télescope spatial NASA/ESA Hubble.

“Nous avons trouvé la première preuve observationnelle que les naines blanches peuvent encore subir une activité thermonucléaire stable”, a déclaré Jianxing Chen de l’Institut Alma Mater de l’Université de Bologne et de l’Institut national d’astrophysique d’Italie, qui a dirigé la recherche.

“Ce fut une énorme surprise, car cela va à l’encontre de ce qui est courant.”

Les naines blanches sont des étoiles lentement froides qui perdent leurs couches externes au cours des dernières étapes de leur vie.

Ils sont communs dans l’univers, et environ 98% de toutes les étoiles de l’univers finiront par devenir des naines blanches, y compris le Soleil.

L’étude des phases de refroidissement aide les astronomes à comprendre non seulement les naines blanches, mais aussi leurs premiers stades.

Pour étudier la physique sous-jacente à l’évolution des naines blanches, les astronomes ont comparé les naines blanches froides dans deux amas d’étoiles massives – les amas globulaires M3 et M13.

À l’aide de la caméra à champ large 3 de Hubble, l’équipe a observé M3 et M13 à des longueurs d’onde proches de l’ultraviolet, ce qui leur a permis de comparer plus de 700 naines blanches dans les deux groupes et de découvrir que M3 contient des naines blanches standard qui refroidissent simplement les noyaux stellaires.

Alors que M13 a deux ensembles de naines blanches – les naines blanches standard et celles qui parviennent à se coller à une enveloppe externe d’hydrogène, ce qui leur a permis de brûler plus longtemps et donc de refroidir plus lentement.

En comparant leurs résultats avec des simulations informatiques, les chercheurs ont pu montrer que près de 70 % des naines blanches de M13 brûlent de l’hydrogène sur leurs surfaces, ralentissant ainsi la vitesse de refroidissement.

Ils suggèrent que cette découverte pourrait avoir des conséquences sur la façon dont les astronomes mesurent l’âge des étoiles dans la Voie lactée.

Auparavant, l’évolution des naines blanches était modélisée comme un processus de refroidissement prévisible.

Cette relation relativement directe entre l’âge et la température a conduit les astronomes à utiliser la vitesse de refroidissement de la naine blanche comme horloge naturelle pour déterminer l’âge des amas stellaires, en particulier les amas globulaires et ouverts.

Cependant, brûler de l’hydrogène pour les naines blanches pourrait rendre ces estimations d’âge inexactes jusqu’à un milliard d’années.

“Notre découverte remet en question la définition des naines blanches alors que nous examinons une nouvelle perspective sur la façon dont les étoiles vieillissent”, a déclaré Francesco Ferraro de l’Institut Alma Mater de l’Université de Bologne et de l’Institut national d’astrophysique d’Italie, qui a coordonné l’étude.

“Nous étudions maintenant d’autres amas similaires à M13 pour contraindre les conditions qui poussent les étoiles à maintenir la fine enveloppe d’hydrogène qui leur permet de vieillir lentement.”

Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Astronomy.

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Delphine Perrault

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