Naine blanche - Définition et Explications

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Introduction

Sirius B est une naine blanche visible comme un petit point en bas à gauche de Sirius A, beaucoup plus brillante. Si ce système était observé dans le domaine des rayons X, Sirius B apparaîtrait alors plus brillante que son compagnon du fait que sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) est significativement plus chaude. Photographie prise le 15 octobre 2003 par le télescope spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en...).

Une naine blanche est un objet céleste (Un astre, ou objet céleste est un objet de l'Univers. Les règles d'accès et...) gazeux issu de l'évolution d'une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) modérée (de 8 à 10 masses solaires au maximum) après la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) où se produisent des réactions thermonucléaires. Cet objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) a alors une taille très petite comparativement à une étoile, et conserve longtemps une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) de surface élevée, d'où son nom de « naine blanche ».

Une naine blanche possède typiquement une masse inférieure quoique comparable à celle du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) pour un volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) similaire à celui de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...). Sa densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) est ainsi de l’ordre d’une tonne ( La tonne représente différentes unités de mesure ; Une tonne est un grand et large...) par centimètre (Un centimètre (symbole cm) vaut 10-2 = 0,01 mètre.) cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées....), plusieurs dizaines de milliers de fois plus élevée que celle des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) observés sur Terre. Sa température de surface, qui peut dépasser au départ 100 000 kelvins, provient de la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) emmagasinée par son étoile parente, chaleur qui ne se diffuse que très lentement du fait de la faible surface de l'astre. C'est aussi du fait de cette faible surface que, malgré sa température élevée, la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit...) d'une naine blanche reste limitée à une valeur de l’ordre d’un millième de luminosité solaire (En astrophysique, la luminosité solaire est l'unité de luminosité conventionnellement utilisée...), et décroît au cours du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...).

Début 2009, le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) Research Consortium on Nearby Stars dénombre huit naines blanches dans les cent systèmes stellaires les plus proches du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...), mais étant donné la rareté des étoiles de grande masse, elles représentent le destin de 97 % des étoiles de notre galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...).

Du fait de l'évolution de leur étoile parente (dictée par sa masse), les naines blanches existant aujourd'hui sont habituellement composées de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) et d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...). Quand l'étoile parente est suffisamment massive (Le mot massif peut être employé comme :) (probablement entre 8 et 10 masses solaires), il est possible qu'elle donne naissance à une naine blanche sans carbone, mais comprenant du néon (Le néon est un élément chimique, de symbole Ne et de numéro atomique 10.) et du magnésium (Le magnésium est un élément chimique, de symbole Mg et de numéro atomique 12.) en plus de l'oxygène. Il est également possible qu'une naine blanche soit principalement composée d'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...), si son étoile parente a été sujette à un transfert de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) dans un système binaire (Le système binaire est un système de numération utilisant la base 2. On nomme...). Dans chacun de ces cas, la naine blanche correspond au cœur mis à nu de l'étoile parente, alors que les couches externes de celle-ci ont été expulsées et ont formé une nébuleuse planétaire (En astronomie, une nébuleuse planétaire est un objet astronomique qui ressemble à un...). Il n'existe pas de naines blanches issues d'étoiles de moins d'une demi-masse solaire, car la durée de vie (La vie est le nom donné :) de celles-ci est supérieure à l'âge de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). Ces étoiles-là évolueront selon toute vraisemblance en des naines blanches composées d'hélium.

La structure interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...) d'une naine blanche est déterminée par l'équilibre entre la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) et les forces de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...), ici produite par un phénomène de mécanique quantique (La mécanique quantique est la branche de la physique qui a pour but d'étudier et de...) appelé pression de dégénérescence. Les calculs indiquent que cet équilibre ne peut subsister pour des astres de plus de 1,4 masse solaire (En astrophysique, la masse solaire est l'unité de masse conventionnellement utilisée pour les...). Il s'agit donc de la masse maximale que peut posséder une naine blanche lors de sa formation ou de son évolution. C'est cette masse maximale qui fixe la masse maximale initiale de 8 masses solaires que peut avoir une étoile pour que celle-ci évolue en naine blanche, la différence entre ces deux valeurs correspondant aux pertes de masse subies par l'étoile lors de son évolution. Une naine blanche isolée est un objet d'une très grande stabilité, qui va simplement se refroidir au cours du temps pour, à très long terme, devenir une naine noire (Une naine noire est une étoile naine blanche qui s’est suffisamment refroidie pour ne plus...). Si par contre une naine blanche possède un compagnon stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la...), elle pourra éventuellement interagir avec ce compagnon, formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de...) ainsi une variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle...) cataclysmique. Elle se manifestera sous différentes formes suivant le processus d'interaction : nova (En astronomie, une nova est une étoile qui devient très brutalement extrêmement...) classique, source super molle, nova naine, polar ou polar intermédiaire. Ces interactions tendent à faire augmenter la masse de la naine blanche par accrétion (L'accrétion désigne en astrophysique, en géologie et en météorologie l'accroissement par...). Dans l'éventualité où celle-ci atteint la masse critique de 1,4 (par accrétion voire par collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de...) avec une autre naine blanche), elle achèvera sa vie de façon paroxystique en une gigantesque explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un...) thermonucléaire appelée supernova (Une supernova est l'ensemble des phénomènes conséquents à l'explosion d'une...) de type Ia.

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