Ils observent comment une étoile proche se transforme en un “diamant cosmique”

“Dans ce travail – écrivent les scientifiques, dirigés par Alexander Venner de l’Université du Queensland du Sud en Australie – nous présentons la découverte d’un nouveau système quadruple de type Sirius, distant de 32 parsecs, composé d’une naine blanche cristallisant qui est un compagnon au triple système HD 190412 précédemment connu.

Lorsque la plupart des étoiles (toutes celles qui ont moins de huit masses solaires, y compris notre Soleil) manquent de carburant, elles ont tendance à éjecter leurs couches externes dans l’espace tandis que leur noyau, déjà trempé et donc incapable de résister à la pression de la gravité, s’effondre en un objet très petit (la taille de la Lune ou de la Terre), mais d’une densité énorme. C’est ce qu’on appelle une “naine blanche”.

La matière dont sont faites les naines blanches est donc extraordinairement comprimée, bien qu’il y ait quelque chose appelé « pression de rayonnement » qui les empêche d’être encore plus comprimées. Deux électrons, en effet, ne peuvent pas occuper la même orbite autour d’un noyau atomique, ce qui empêche la naine blanche de dégénérer en quelque chose d’encore plus petit et plus dense, comme une étoile à neutrons ou un trou noir.

Ainsi, dans cet état, encore chaud et arborant une faible lueur qui s’estompe avec le temps, comme une braise qui se refroidit, les naines blanches peuvent durer des milliards d’années. Finalement, lorsqu’elles perdront toute leur chaleur, elles deviendront des « naines noires », des objets froids faits de carbone cristallisé. Quelque chose que, soit dit en passant, personne n’a encore vu pour la simple raison que l’Univers n’est pas assez vieux. En d’autres termes, il ne s’est pas écoulé assez de temps pour qu’une telle chose se produise. Les calculs les plus récents suggèrent en effet que les naines noires n’existeront pas avant environ un million de milliards d’années (un billion d’années), soit infiniment plus que l’âge actuel de l’Univers (13,7 milliards d’années). .

La seule chose que nous puissions faire pour l’instant est donc d’identifier les signes de cristallisation dans les noyaux des naines blanches qui nous entourent.

Lors de la cristallisation, les atomes de carbone et d’oxygène des naines blanches cessent de bouger librement et forment des liaisons, s’organisant en un réseau cristallin. L’énergie libérée au cours de ce processus est dissipée sous forme de chaleur, ce qui provoque une sorte de «ralentissement» ou ralentissement du refroidissement de ces étoiles, observable dans leur luminosité de couleur, ce qui les fait paraître plus jeunes qu’elles ne le sont réellement.

une trouvaille inattendue

Venner et son équipe utilisaient les données de la mission Gaia pour étudier plusieurs systèmes stellaires lorsqu’ils ont remarqué l’existence d’une naine blanche gravitationnellement liée au système stellaire triple appelé HD 190412. La découverte de la naine blanche, maintenant nommée HD 190412 C, a soudainement transforma le système triple en un système quadruple.

Mais il y avait plus. La nouvelle étoile a montré une série de propriétés suggérant qu’elle était en cours de cristallisation. Pour l’instant, on ne sait pas si ce cristal est du diamant ou non, puisque la densité des naines blanches est d’environ 1 million de kilogrammes par mètre cube, tandis que la densité du diamant reste à environ 3 500 kilogrammes par mètre cube. Mais il existe des allotropes de carbone plus denses que cela, et de nombreux diamants ont déjà été observés flottant dans l’espace.

L’étude des trois autres étoiles du système a permis aux chercheurs de calculer l’âge de la naine blanche, chose qui n’avait jamais été faite avec une étoile de ce type en cours de cristallisation et qui s’est avéré être d’environ 4 200 millions d’années, beaucoup moins à l’âge de l’ensemble du système, estimé à environ 7,3 milliards d’années. L’écart, de 3,1 milliards d’années, indique que le taux de cristallisation a ralenti le taux de refroidissement de la naine blanche d’environ 1 milliard d’années, selon les chercheurs.

La découverte et sa proximité avec la Terre suggèrent qu’il pourrait y avoir beaucoup plus de systèmes de ce type que les astronomes pourraient explorer pour mieux comprendre ce processus fascinant. C’est-à-dire que dans un futur très lointain, si la Terre existe toujours, il y aura de nombreuses “étoiles en diamant” dans les environs. Même si aucun de nous ne sera là pour les voir.