Une naine blanche est le stade final de la vie de la plupart des etoiles, dont notre Soleil. Apres avoir epuise son carburant nucleaire et expulse ses couches externes sous forme de nebuleuse planetaire, le coeur residuel se contracte en un objet compact d’une taille comparable a la Terre, mais d’une masse proche de celle du Soleil.
Structure et proprietes
Une naine blanche est essentiellement un cristal de carbone et d’oxygene, maintenu contre l’effondrement gravitationnel par la pression de degenerescence des electrons — une propriete quantique qui interdit a deux electrons d’occuper le meme etat. Sa densite est colossale : une cuilleree a cafe de matiere d’une naine blanche peserait environ une tonne. Elle ne produit plus d’energie par fusion, mais rayonne la chaleur accumulee pendant des milliards d’annees.
Un refroidissement tres lent
Les naines blanches refroidissent tres lentement, sur des dizaines de milliards d’annees. Les plus froides connues ont des temperatures de surface inferieures a 4000 K. On theorise l’existence de naines noires — des naines blanches completement refroidies — mais l’univers n’est pas encore assez vieux pour qu’elles se soient formees.
Les supernovas de type Ia
Dans un systeme binaire, une naine blanche peut accumuler de la matiere provenant d’une etoile compagnon. Si sa masse depasse la limite de Chandrasekhar (1,44 masse solaire), la pression de degenerescence ne peut plus la soutenir : elle explose en supernova de type Ia. Ces explosions, d’une luminosite previsible, sont utilisees comme chandelles standard pour mesurer les distances cosmiques.
Le saviez-vous ?
La premiere naine blanche decouverte est Sirius B, le compagnon de Sirius. En 1915, Walter Adams mesure sa temperature et sa luminosite et realise qu’elle doit etre d’une densite inimaginable. Cette decouverte a ete l’une des premieres confirmations observationnelles de la degenerescence electronique.
Questions frequentes
Le Soleil deviendra-t-il une naine blanche ?
Oui. Dans environ 5 milliards d’annees, le Soleil gonflera en geante rouge, expulsera ses couches externes et son coeur residuel se contractera en naine blanche d’environ 0,6 masse solaire, de la taille de la Terre.
Quelle est la limite de Chandrasekhar ?
C’est la masse maximale qu’une naine blanche peut avoir sans s’effondrer, soit environ 1,44 masse solaire. Au-dela, la pression de degenerescence des electrons ne suffit plus et l’etoile explose en supernova ou s’effondre en etoile a neutrons.
Combien de temps met une naine blanche a refroidir ?
Des dizaines de milliards d’annees. Aucune naine blanche n’a encore eu le temps de refroidir completement depuis la formation de l’univers. Les plus froides observees ont des temperatures de surface de quelques milliers de kelvin.