Une étoile morte qui est à peu près aussi grande que la Lune, mais qui pèse plus lourd que le Soleil
Des astronomes ont découvert la plus petite, mais aussi la plus massive des naines blanches jamais découvertes : la petite étoile n’a que la taille de notre Lune, mais sa masse est supérieure à celle du Soleil. Cela signifie qu’elle s’approche de la limite théorique de ce qui est possible sans exploser.
Image d’entête : représentation artistique comparant la taille de la naine blanche récemment découverte à celle de notre Lune. (Giuseppe Parisi)
Lorsque des étoiles d’une certaine masse atteignent la fin de leur vie, elles se transforment en géante rouge, puis se débarrassent de leurs couches externes, laissant derrière elles un noyau dense. Comme il n’y a plus de fusion en leur centre, ces vestiges stellaires ne peuvent plus résister à la pression écrasante de leur gravité et s’effondrent en naine blanche. Ces objets sont beaucoup plus petits que les autres étoiles, mais plus massifs.
Et maintenant, les astronomes ont découvert une naine blanche qui bat le record dans ces deux domaines. Baptisée ZTF J1901+1458, l’étoile ne mesure que 4 300 km de diamètre et contient 1,35 fois la masse du Soleil.
À titre de comparaison, la plupart des naines blanches ont une masse comprise entre 0,5 et 0,7 masse solaire et un diamètre d’environ 12 000 km, soit l’équivalent de la Terre. En revanche, la taille de cette nouvelle naine blanche est plus proche de celle de notre Lune.
Selon les astronomes, cette naine blanche massive est très probablement née de la fusion de deux naines plus petites. Cela se voit non seulement à sa masse, mais aussi à son champ magnétique particulièrement puissant, près d’un milliard de fois plus puissant que celui du Soleil, et à sa rotation ultra-rapide : il ne lui faut que 7 minutes pour effectuer une rotation complète.
Fait intriguant, la naine blanche est très proche de la limite théorique des 1,44 masse solaire. Si elle dépassait cette limite, elle exploserait probablement en supernova de type Ia. Mais les chercheurs suggèrent que ZTF J1901+1458 pourrait connaître un destin plus étrange : elle pourrait s’effondrer en une étoile à neutrons, qui naît normalement d’étoiles plus grosses.
Selon Ilaria Caiazzo, auteure principale de l’étude :
C’est hautement spéculatif, mais il est possible que la naine blanche soit suffisamment massive pour s’effondrer davantage en étoile à neutrons. Elle est si massive et dense que, dans son noyau, les électrons sont capturés par les protons des noyaux pour former des neutrons. Comme la pression des électrons s’oppose à la force de gravité, maintenant l’étoile intacte, le noyau s’effondre lorsqu’un nombre suffisamment important d’électrons est retiré.
Si c’est le cas, cela pourrait signifier que les étoiles à neutrons se forment de cette manière relativement régulièrement. Une étude plus approfondie pourrait apporter plus de réponses.
L’étude publiée dans Nature : A highly magnetized and rapidly rotating white dwarf as small as the Moon et présentée sur le site du California Institute of Technology : A White Dwarf Living on the Edge.