Pour étudier la physique qui soutient l’évolution des naines blanches, les astronomes ont comparé les naines blanches froides dans deux amas d’étoiles massives : les amas globulaires M3 et M13. Ces deux groupes partagent de nombreuses propriétés physiques telles que l’âge et la minéralisation, mais les groupes d’étoiles qui donneront éventuellement naissance aux naines blanches sont différents. Ensemble, cela fait de M3 et M13 un laboratoire naturel idéal pour tester le froid de différents groupes de naines blanches. Crédit : ESA/Hubble & NASA, G. Piotto et al.
Les étoiles mourantes peuvent-elles les rajeunir ? Nouveau guide de Nasa/Ceci est incroyable Le télescope spatial Hubble Il souligne que les naines blanches peuvent continuer à brûler de l’hydrogène dans les derniers stades de leur vie, ce qui les fait paraître plus jeunes qu’elles ne le sont réellement. Cette découverte pourrait avoir des conséquences sur la façon dont les astronomes mesurent l’âge des amas d’étoiles.
La vision dominante des naines blanches comme des étoiles inertes à refroidissement lent a été remise en question par les observations du télescope spatial Hubble de la NASA/ESA. Un groupe international d’astronomes a découvert la première preuve que les naines blanches peuvent ralentir le taux de vieillissement en brûlant de l’hydrogène à leur surface.
« Nous avons trouvé la première preuve observationnelle que les naines blanches peuvent encore subir une activité thermonucléaire stable », a expliqué Jianxing Chen de l’Alma Mater Studiorum Universita di Bologna et de l’Institut national italien d’astrophysique, qui a dirigé la recherche. « Ce fut une énorme surprise, car cela va à l’encontre de ce qui est courant. »
Les naines blanches sont des étoiles lentement froides qui perdent leurs couches externes au cours des dernières étapes de leur vie. Ce sont des choses communes dans l’univers. Environ 98% de toutes les étoiles de l’univers finiront par devenir des naines blanches, y compris notre soleil.[1] 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 nain blanc Évolution, les astronomes ont comparé des naines blanches froides dans deux amas d’étoiles massifs : les amas globulaires M3 et M13.[2] Ces deux groupes partagent de nombreuses propriétés physiques telles que l’âge et la minéralisation[3] Mais les constellations d’étoiles qui finiront par donner naissance à différentes naines blanches. En particulier, la couleur globale des étoiles en phase d’évolution connue sous le nom de branche horizontale est plus bleue dans M13, indiquant la présence d’un groupe d’étoiles plus chaudes. Ensemble, cela fait de M3 et M13 un laboratoire naturel idéal pour tester le froid de différents groupes de naines blanches.
Cette image montre une vue à grande échelle du M13. Crédit d’image : ESA/Hubble, Digitized Sky Survey 2. Remerciements : D. De Martin
« La qualité remarquable de nos observations Hubble nous a donné une vue complète des amas d’étoiles des deux groupes globulaires », a poursuivi Chen. « Cela nous a permis de comparer le développement des étoiles dans M3 et M13. »
À l’aide de la caméra à champ large 3 de Hubble, l’équipe a observé 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 groupes. Ils ont découvert que M3 contient des naines blanches standard qui refroidissent simplement les noyaux stellaires. D’autre part, M13 possède deux ensembles de naines blanches : les naines blanches standard et celles qui ont réussi à se coller à une enveloppe externe d’hydrogène, leur permettant de brûler plus longtemps et ainsi de se refroidir lentement.
En comparant leurs résultats avec des simulations informatiques de l’évolution stellaire dans M13, les chercheurs ont pu montrer que près de 70 % des naines blanches de M13 brûlent de l’hydrogène à leur surface, ralentissant ainsi la vitesse de refroidissement.
Cette photo montre une vue large du M3. Crédit d’image : ESA/Hubble, Digitized Sky Survey 2. Remerciements : D. De Martin
Cette découverte pourrait avoir des conséquences sur la façon dont les astronomes mesurent l’âge des étoiles du monde Voie Lactée. L’évolution des naines blanches était auparavant modélisée comme un processus de refroidissement prévisible. Cette relation relativement directe entre l’âge et la température a conduit les astronomes à utiliser la vitesse de refroidissement de la naine blanche comme horloge naturelle pour déterminer l’âge des amas stellaires, en particulier les amas globulaires et ouverts. Cependant, brûler de l’hydrogène pour les naines blanches pourrait rendre ces estimations d’âge inexactes jusqu’à un milliard d’années.
« Notre découverte remet en question la définition des naines blanches lorsque nous examinons une nouvelle perspective sur la façon dont les étoiles vieillissent », a ajouté Francesco Ferraro de l’Alma Mater Studiorum Universita 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 contraindre les conditions qui poussent les étoiles à maintenir la fine enveloppe d’hydrogène qui leur permet de vieillir lentement. »
Remarques
- Le Soleil n’a que 4,6 milliards d’années au cours de sa vie de 10 milliards d’années. Une fois que le Soleil aura épuisé l’hydrogène dans son noyau, le Soleil deviendra une géante rouge, engloutissant les planètes intérieures et brûlant la surface de la Terre. Il perdra ensuite ses couches externes, laissant le noyau exposé au soleil sous la forme d’une naine blanche lentement froide. Cette braise stellaire serait incroyablement dense, rassemblant une partie importante de la masse du Soleil dans une sphère à peu près de la taille de la Terre.
- M3 contient près d’un demi-million d’étoiles et est situé dans la constellation de Canes Venatici. M13 – parfois connu sous le nom de grand amas globulaire d’Hercule – contient un peu moins d’étoiles, seulement plusieurs centaines de milliers. Les naines blanches sont souvent utilisées pour estimer l’âge des amas globulaires, et donc une partie importante du temps de Hubble a été consacrée à l’exploration des naines blanches dans des amas globulaires anciens et densément peuplés. Hubble a observé pour la première fois des naines blanches dans des amas d’étoiles globulaires en 2006.
- Les astronomes utilisent le mot « métallique » pour décrire la proportion d’une étoile constituée d’éléments autres que l’hydrogène et l’hélium. La grande majorité de la matière dans l’univers est soit de l’hydrogène, soit de l’hélium – prenez le Soleil par exemple, 74,9% de sa masse est de l’hydrogène, 23,8% est de l’hélium et les 1,3% restants sont un mélange de tous les autres éléments, auxquels les astronomes se réfèrent. comme « métaux ».
Plus d’information
Le télescope spatial Hubble est un projet de coopération internationale entre l’Agence spatiale européenne et la NASA.
L’équipe internationale d’astronomes de cette étude se compose de Jiancheng Chen (Alma Mater Studiorum Universita di Bologna et Astrophysics and Space Observatory à Bologne), Francesco R Ferraro (Alma Mater Studiorum Universita di Bologna et Astrophysics and Astronomy Observatory à Bologne), Mario Cadialano ( Observatory Astrophysics and Space Sciences Bologna), Maurizio Salaris (Liverpool John Moores University), Barbara Lanzoni (Alma Mater Studiorum Universita di Bologna et Observatory for Astrophysics and Space Sciences Bologna), Christina Palanca (Alma Mater Studiorum Universita di Bologna) et Leandro G. Althaus (Universidad Nacional de La Plata et CCT – CONICET Centro Cientifico Tecnologico La Plata) et Emanuele Dalessandro (Observatoire d’astrophysique et des sciences spatiales de Bologne).
