Des astronomes identifient la première étoile verte et la plus rouge jamais enregistrée

Des astronomes ont identifié la première étoile qui apparaîtrait verte à l'œil humain, ainsi que l'étoile la plus rouge jamais enregistrée. Les résultats, publiés dans la revue RAS Techniques and Instruments, portent sur les naines blanches, les restes denses d'étoiles semblables au Soleil qui ont atteint la fin de leur vie. Alors que la plupart des étoiles apparaissent orange, blanches ou bleues en fonction de la température, les chercheurs ont découvert que des conditions spécifiques dans les atmosphères des naines blanches peuvent produire des couleurs inattendues.

La physique de la couleur des étoiles

Pour la plupart des étoiles, la couleur est déterminée par la température, se comportant comme des « radiateurs parfaits ». Cependant, les atmosphères des naines blanches les plus froides peuvent atteindre des densités similaires à celles de l'eau, ce qui est des millions de fois plus dense que la photosphère du Soleil. Dans ces plasmas d'hélium denses, les éléments traces interagissent avec la lumière différemment de ce qu'ils font dans des environnements de plus faible densité.

Mark Hollands, astrophysicien à l'Université de Warwick et auteur principal de l'étude, a expliqué l'écart par rapport au comportement stellaire standard. « Les couleurs que les étoiles normales peuvent avoir sont à peu près uniquement orange, blanches ou bleues », a déclaré Hollands. « Ce que nous avons trouvé, c'est que pour la plupart des naines blanches, c'est la même chose. Mais il y a quelques cas spéciaux où la physique dans les couches externes de ces étoiles est suffisamment étrange pour provoquer en réalité des écarts assez importants en termes de leur spectre. »

L'étude a analysé 151 naines blanches connues situées à moins de 20 parsecs, soit environ 65 années-lumière, de la Terre. Comme aucune naine blanche n'est assez proche pour être vue directement, l'équipe a calculé leurs couleurs apparentes en faisant passer les données spectrales dans un modèle informatique de la vision humaine.

Identification des étoiles verte et rouge

La première étoile verte identifiée est WD J1330+6435. Située à environ 284 années-lumière de la Terre, cette naine blanche a une température de surface d'environ 7 232 degrés Fahrenheit (4 000 degrés Celsius). Son apparence verte est causée par l'accrétion de matière rocheuse provenant d'un ancien système planétaire. L'atmosphère de l'étoile est enrichie en calcium, sodium et lithium.

« Les traces de sodium dans l'atmosphère de cette naine blanche absorbent la partie orange du spectre, laissant derrière elles une lueur verte fantomatique », a déclaré Hollands. « Imaginez-vous debout sur une planète et regardant une étoile verte. Cela ressemble à quelque chose tiré de la science-fiction. »

L'étude a également identifié WD J1011+2845 comme potentiellement l'étoile la plus rouge jamais enregistrée. Cette naine blanche se trouve à 48 années-lumière de la Terre et présente une zone de convection profonde qui soulève le carbone du cœur de l'étoile vers sa surface. Les molécules de carbone résultantes absorbent la lumière dans toute la gamme optique, comprimant la lumière restante dans des longueurs d'onde supérieures à 600 nanomètres, ce qui produit une lueur rose saumon profonde.

Implications pour la science planétaire

La présence d'éléments rocheux sur les naines blanches fournit des preuves de l'existence d'anciens systèmes planétaires. Lorsque des astéroïdes ou des planètes s'aventurent trop près d'une naine blanche, ils sont déchiquetés en poussière et en débris qui tombent à la surface de l'étoile.

« La naine blanche démantèle les planètes, et nous sommes capables de voir ce qui se trouvait réellement à l'intérieur de cette planète - la proportion des différents éléments - et cela nous donne des indices sur la façon dont ces planètes se sont formées », a déclaré Adam Burgasser, professeur d'astronomie et d'astrophysique à l'Université de Californie à San Diego, qui n'a pas participé à l'étude. « C'est une scène de crime, et nous passons en quelque sorte en revue les preuves qui nous restent disponibles, et cela nous permet de reconstituer l'histoire de ce qu'était la planète et comment elle a été fabriquée il y a très, très, très longtemps. »

Fréquence des couleurs inhabituelles

Parmi les 151 naines blanches étudiées, seules cinq ont montré des couleurs inhabituelles : deux jaunes et trois roses. Cela suggère qu'environ une naine blanche sur 30 peut briller d'une lumière de couleur inhabituelle. La température de couleur médiane de l'échantillon était d'environ 6 800 K, ce qui apparaît blanc à l'œil humain.

Boris Gänsicke, professeur de physique à l'Université de Warwick et co-auteur de l'étude, a souligné l'importance de ce ratio. « Une sur trente peut ne pas sembler une fraction énorme, mais à travers l'ensemble de la population de naines blanches dans l'Univers, cela représente encore beaucoup d'étoiles de couleur étrange là-bas », a déclaré Gänsicke. « Pourtant, si nous prenons la médiane à travers une population représentative de naines blanches, nous avons constaté que la naine blanche moyenne est vraiment blanche. »

Pourquoi c'est important

Cette recherche corrige une idée reçue selon laquelle les naines blanches sont généralement bleues. Parce que les naines blanches plus chaudes et plus bleues sont plus brillantes, elles sont surreprésentées dans les relevés qui reposent sur la luminosité. En analysant un échantillon représentatif situé à moins de 65 années-lumière, les astronomes ont établi que la naine blanche moyenne est blanche. De plus, la capacité d'utiliser les naines blanches comme « outils de diagnostic » pour mesurer la chimie de la matière planétaire offre de nouvelles méthodes pour comprendre comment les planètes se forment et évoluent dans d'autres systèmes stellaires.

Sources (en anglais)

• rnz.co.nz: Astronomers say they’ve discovered the first green star | RNZ
• popsci.com: Astronomers discover first green star and the reddest star ever recorded | Popular Science
• gizmodo.com: Astronomers Just Found the First Green Star Ever Discovered—Right After It Swallowed Its Planets

Traduction réalisée par IA de l’article original en anglais, vérifiée automatiquement pour dire la même chose que l’original. Les sources ont été vérifiées en anglais.