Des milliers d'étoiles se transforment en cristal et ralentissent leur vieillissement
Publié par Redbran le 17/01/2019 à 14:00
Source: Université de Montréal
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.


Représentation d'artiste de l'intérieur d'une naine blanche.
CRÉDIT: MARK A. GARLICK, UNIVERSITÉ (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) DE WARWICK


Une équipe internationale d'astrophysiciens a recueilli les premières preuves directes de la transformation de naines blanches en cristal (Cristal est un terme usuel pour désigner un solide aux formes régulières, bien que cet usage diffère quelque peu de la définition...), et il y en aurait partout dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.). La recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...), menée par les professeurs Pier-Emmanuel Tremblay, de l'Université de Warwick (Grande-Bretagne), et Gilles Fontaine, de l'Université de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie, de la culture, de la finance et des affaires internationales....), aussi membre du Centre de recherche en astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de...) du Québec, a été publiée dans la revue Nature.

Les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré...) ont révélé que ces étoiles ont un noyau solide, composé d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) et de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.), en raison d'une transition de phase (En physique, une transition de phase est une transformation du système étudié provoquée par la variation d'un paramètre extérieur particulier (température, champ magnétique...).) se produisant au cours de leur évolution, semblable à celle de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) qui se transforme en glace (La glace est de l'eau à l'état solide.), 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 (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). Elles sont extrêmement utiles aux astronomes, car, en raison de leur cycle de vie (La vie est le nom donné :) prévisible, elles jouent le rôle d'horloges cosmiques en permettant d'estimer l'âge de groupes d'étoiles voisines avec un haut degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de précision. Les naines blanches sont les noyaux résiduels d'étoiles mourantes, ayant atteint le stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement sportif.) de géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux branches au-dessus de la séquence principale. Elles se...) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) et dont les couches externes ont été éjectées. Elles se refroidissent sans fin, car elles libèrent leur chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) emmagasinée sur une échelle de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de milliards d'années.

C'est en grande partie grâce au satellite Gaia (Le satellite Gaia est une mission astrométrique de l'Agence spatiale européenne (ESA) devant observer plus d'un milliard d'objets jusqu'à la magnitude 20. En déterminant de manière extrêmement...) de l'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est une agence spatiale intergouvernementale fondée le 31 mai 1975. Elle est chargée de la coordination des projets spatiaux de 18...) que les astronomes ont pu sélectionner 15 000 naines blanches situées à environ 300 années-lumière de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est...) et analysé les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) relatives à la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) et aux couleurs des étoiles.

Ils ont mis au jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée...) un empilement, soit un excès du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'étoiles à des couleurs et des luminosités spécifiques qui ne correspondent à aucune masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de...) ni à aucun âge. La comparaison avec les modèles d'évolution d'étoiles montre que l'empilement coïncide fortement avec la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) évolutive au cours de laquelle on prévoit que la chaleur latente (L'enthalpie de changement d'état, molaire ou massique, correspond à la quantité de chaleur nécessaire à l'unité de quantité de matière (mole) ou de masse (kg) d'un corps pour qu'il change...) est libérée en grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.), ralentissant ainsi leur processus de refroidissement. On estime que, dans certains cas, ces étoiles ont retardé leur vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant progressivement l'aptitude d'un objet, d'une information ou d'un organisme à assurer ses fonctions.) de près de deux milliards d'années, soit 15 % de l'âge de notre galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.).

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 (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) 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".
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