Les naines blanches sont des étoiles étranges, mais les chercheurs ont récemment découvert deux des plus étranges à ce jour. D'une manière ou d'une autre, ces deux étoiles autrefois massives ont évité l'effondrement du noyau d'une supernova et sont les deux seules naines blanches connues pour avoir des atmosphères riches en oxygène. Ces soi-disant naines blanches massives ont été prédites, mais jamais observées auparavant.
Les étoiles, nommées SDSS 0922 + 2928 et SDSS 1102 + 2054 sont à 400 et 220 années-lumière de la Terre. Ils sont tous les deux des restes d'étoiles massives qui sont à la fin de leur évolution stellaire après avoir consommé tout le matériel dont ils disposaient pour la fusion nucléaire.
Les faibles niveaux de carbone visibles dans leurs spectres indiquent que les étoiles ont perdu une partie de leurs couches externes et brûlé le carbone contenu dans leurs noyaux.
"Ces abondances en surface d'oxygène impliquent que ce sont des naines blanches affichant leurs noyaux d'oxygène et de néon nus, et qu'elles peuvent être descendues des étoiles progénitrices les plus massives de cette classe", a déclaré le Dr Boris Gänsicke, astrophysicien de l'Université de Warwick, responsable auteur sur un article paru dans l'édition de cette semaine de Science Express.
Gänsicke a déclaré à Space Magazine que lui et son équipe n'avaient pas commencé spécifiquement à rechercher ces étoiles auparavant théoriques. «J'ai travaillé avec notre étudiant-chercheur Jonathan Girven sur plusieurs projets sur les naines blanches, et nous sommes tombés sur une gamme d'objets d'aspect inhabituel - certains nous nous demandons encore ce qu'ils sont. D'un point de vue théorique, je me demandais s'il existait des naines blanches avec des atmosphères riches en oxygène, et en combinant les deux angles, nous avons développé une recherche spécifique pour ces étoiles. »
Dans une recherche de données Sloan Digital Sky Survey, les astrophysiciens ont en effet découvert deux naines blanches avec de grandes abondances d'oxygène atmosphérique.
Presque toutes les naines blanches ont des enveloppes d'hydrogène et / ou d'hélium qui, bien que de faible masse, sont suffisamment épaisses pour protéger le noyau de la vue directe. Les modèles théoriques ont prédit que si les étoiles environ 7 à 10 fois la masse de notre propre Soleil ne finissent pas leur vie en tant que supernovae, l'autre option est qu'elles consommeront tout leur hydrogène, hélium et carbone, et finiront leur vie en nains blancs avec des noyaux très riches en oxygène.
Les astrophysiciens pourraient alors détecter un spectre extrêmement riche en oxygène à la surface de la naine blanche.
La plupart des modèles stellaires produisant des naines blanches avec de tels noyaux d'oxygène et de néon prédisent également qu'une couche suffisamment épaisse et riche en carbone devrait entourer le noyau et éviter la diffusion vers le haut de grandes quantités d'oxygène.
Cependant, les calculs montrent également que l'épaisseur de cette couche diminue plus l'étoile progénitrice se rapproche de la limite de masse supérieure pour les étoiles terminant leur vie en tant que naines blanches. Par conséquent, une possibilité pour la formation de SDSS 0922 + 2928 et SDSS 1102 + 2054 est qu'ils descendent des étoiles les plus massives en évitant l'effondrement du noyau, auquel cas ils devraient être eux-mêmes très massifs. Cependant, les données actuelles sont insuffisantes pour fournir une mesure non ambiguë des masses de ces deux étoiles inhabituelles.
Quel avenir pour ces naines blanches massives? Gänsicke a déclaré que les deux étoiles évolueront très lentement. «Étant donné qu'il s'agit de noyaux stellaires brûlés qui ne subissent plus de fusion nucléaire, leur destin est de continuer à refroidir et à s'estomper. Ce sera un processus très lent, et tout changement notable dans leur apparence prendra entre 10 et 100 millions d'années. »
Légende de l'image principale: la spectroscopie Sloan Digital Sky Survey de cet objet bleu discret - SDSS1102 + 2054 - révèle qu'il s'agit d'un vestige stellaire extrêmement rare: une naine blanche avec une atmosphère riche en oxygène
Sources: Science, entretien par e-mail avec Gänsicke
