Des milliers d'étoiles se transforment en cristal et ralentissent leur vieillissement

Des astrophysiciens ont recueilli des preuves directes de la cristallisation de naines blanches. Dans certains cas, ces étoiles ont ralenti leur vieillissement de près de deux milliards d'années.



Une équipe internationale d'astrophysiciens a recueilli les premières preuves directes de la transformation de naines blanches en cristal, et il y en aurait partout dans le ciel. La recherche, menée par les professeurs Pier-Emmanuel Tremblay, de l'Université de Warwick (Grande-Bretagne), et Gilles Fontaine, de l'Université de Montréal, aussi membre du Centre de recherche en astrophysique du Québec, a été publiée dans la revue Nature.

Les observations ont révélé que ces étoiles ont un noyau solide, composé d'oxygène et de carbone, en raison d'une transition de phase se produisant au cours de leur évolution, semblable à celle de l'eau qui se transforme en glace, mais à des températures beaucoup plus élevées, ce qui les rend potentiellement plus vieilles de plusieurs milliards d'années.

Les naines blanches comptent parmi les objets stellaires les plus anciens de l'Univers. Elles sont extrêmement utiles aux astronomes, car, en raison de leur cycle de vie prévisible, elles jouent le rôle d'horloges cosmiques en permettant d'estimer l'âge de groupes d'étoiles voisines avec un haut degré de précision. Les naines blanches sont les noyaux résiduels d'étoiles mourantes, ayant atteint le stade de géante rouge et dont les couches externes ont été éjectées. Elles se refroidissent sans fin, car elles libèrent leur chaleur emmagasinée sur une échelle de temps de milliards d'années.

C'est en grande partie grâce au satellite Gaia de l'Agence spatiale européenne que les astronomes ont pu sélectionner 15 000 naines blanches situées à environ 300 années-lumière de la Terre et analysé les données relatives à la luminosité et aux couleurs des étoiles.

Ils ont mis au jour un empilement, soit un excès du nombre d'étoiles à des couleurs et des luminosités spécifiques qui ne correspondent à aucune masse ni à aucun âge. La comparaison avec les modèles d'évolution d'étoiles montre que l'empilement coïncide fortement avec la phase évolutive au cours de laquelle on prévoit que la chaleur latente est libérée en grande quantité, ralentissant ainsi leur processus de refroidissement. On estime que, dans certains cas, ces étoiles ont retardé leur vieillissement de près de deux milliards d'années, soit 15 % de l'âge de notre galaxie.

Selon Pier-Emmanuel Tremblay, "il s'agit de la première preuve directe que les naines blanches se cristallisent ou, en d'autres mots, passent d'un état liquide à un état solide. Il y a 50 ans, les recherches indiquaient que nous pourrions constater une accumulation du nombre de naines blanches à certaines luminosités et couleurs en raison de la cristallisation. Ce n'est que maintenant que cela a été observé".