Hubble découvre des naines blanches brûlant de l’hydrogène qui vieillissent lentement


Hubble découvre des naines blanches brûlant de l'hydrogène qui vieillissent lentement

Pour étudier la physique sous-jacente à l’évolution de la blanche, les astronomes ont comparé naines blanches refroidissantes dans deux amas massifs d’étoiles : les amas globulaires M3 et M13. Ces deux amas partagent de nombreuses propriétés physiques, telles que l’âge et la métallicité, mais les populations d’étoiles finiront par produire des naines blanches sont différentes. Ensemble, M3 et M13 sont un laboratoire naturel parfait pour tester le refroidissement de différentes populations de naines blanches. Crédit photo : ESA / Hubble & NASA, G. Piotto et al.

La vision dominante des naines blanches comme des étoiles lentes à refroidissement lent a été remise en cause par les observations faites par le télescope spatial Hubble de la NASA / ESA. Un groupe international d’astronomes a trouvé la première preuve que les naines blanches peuvent ralentir leur processus de vieillissement en de l’ à leur surface.

« Nous avons trouvé la première preuve observationnelle que les naines blanches peuvent encore présenter une activité thermonucléaire stable », a déclaré Jianxing Chen de l’Alma Mater Studiorum Università di Bologna et de l’Institut national italien d’astrophysique, qui a dirigé la recherche. « C’était assez surprenant car c’est contraire à ce que l’on croit communément. »

Les naines blanches sont les étoiles à refroidissement lent qui perdent leurs couches externes dans les dernières phases de la vie. Ce sont des objets communs dans le cosmos ; Environ 98% de toutes les étoiles de l’univers finiront par devenir des naines blanches, y compris notre propre soleil. L’étude de ces étapes de refroidissement aide les astronomes à comprendre non seulement les naines blanches, mais également leurs premières étapes.

Pour étudier la physique sous-jacente à l’évolution de la naine blanche, les astronomes ont comparé des naines blanches refroidissantes dans deux amas massifs d’étoiles : les amas globulaires M3 et M13. Ces deux amas partagent de nombreuses propriétés physiques, telles que l’âge et la métallicité, mais les populations d’étoiles qui finiront par produire des naines blanches sont différentes. En particulier, la couleur globale des étoiles à un stade de développement connu sous le nom de branche horizontale est plus bleue dans M13, indiquant une population d’étoiles plus chaudes. Ensemble, M3 et M13 sont un laboratoire naturel parfait pour tester le refroidissement de différentes populations de naines blanches.

« L’excellente qualité de nos observations Hubble nous a donné une image complète des populations d’étoiles dans les deux amas globulaires », a poursuivi Chen. « Cela nous a vraiment permis de comparer l’évolution des étoiles dans M3 et M13. »

À l’aide de la caméra à champ large 3 de Hubble, l’équipe a observé les M3 et M13 à des longueurs d’onde proches de l’ultraviolet, ce qui leur a permis de comparer plus de 700 naines blanches dans les deux amas. Ils ont découvert que M3 contient des naines blanches standard qui refroidissent simplement les noyaux stellaires. M13, en revanche, contient deux populations de naines blanches : les naines blanches standard et celles qui ont réussi à s’accrocher à une enveloppe externe d’hydrogène qui leur permet de brûler plus longtemps et donc de se refroidir plus lentement.

En comparant leurs résultats avec des simulations informatiques de l’évolution des étoiles dans M13, les chercheurs ont pu montrer qu’environ 70 % des naines blanches de M13 brûlent de l’hydrogène à leur surface, ce qui ralentit leur refroidissement.

Cette découverte pourrait avoir des implications sur la façon dont les astronomes mesurent l’âge des étoiles dans la Voie lactée. L’évolution des naines blanches était auparavant modélisée comme un processus de refroidissement prévisible. Cette relation relativement simple entre l’âge et la température a conduit les astronomes à utiliser le taux de refroidissement des naines blanches comme horloge naturelle pour déterminer l’âge des amas d’étoiles, en particulier les amas d’étoiles globulaires et ouverts. Cependant, les naines blanches brûlant de l’hydrogène pourraient rendre ces estimations d’âge inexactes jusqu’à 1 milliard d’années.

« Notre découverte remet en question la définition des naines blanches alors que nous examinons une nouvelle perspective sur le vieillissement des étoiles », a ajouté Francesco Ferraro de l’Alma Mater Studiorum Università di Bologna et de l’Institut national italien d’astrophysique, qui a coordonné l’étude. « Nous étudions maintenant d’autres amas similaires à M13 pour limiter davantage les conditions qui font que les étoiles maintiennent la fine couche d’hydrogène qui leur permet de vieillir lentement. »

L’étude est publiée dans Astronomie naturelle.


Vestiges planétaires autour des étoiles naines blanches


Plus d’information:
Des naines blanches à refroidissement lent dans M13 provenant de la combustion stable de l’hydrogène, Astronomie naturelle, DOI : 10.1038 / s41550-021-01445-6, www.nature.com/articles/s41550-021-01445-6

Fourni par l’ESA / Centre d’information Hubble

Citation: Hubble découvre des naines blanches brûlant de l’hydrogène qui vieillissent lentement (2021, 6 septembre), consulté le 7 septembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-09-hubble-hydrogen-burning-white-dwarfs- vieillissement .html

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