Découverte d’un nouveau type d’étoile recouverte de « cendres »

Une fois leur carburant épuisé, la plupart des étoiles explosent pour ne laisser derrière elles qu’un noyau dense. Ce sera notamment le cas pour le Soleil. Ce reste, appelé naine blanche, se refroidit ensuite lentement pendant des milliards et des milliards d’années. Cela dit, nous savons que les naines blanches ont des atmosphères dominées par l’hydrogène ou l’hélium, d’où l’intérêt de cette nouvelle découverte.

Une équipe d’astronomes allemands, dirigée par le professeur Klaus Werner, de l’Université de Tübingen, annonce en effet avoir identifié deux étoiles naines blanches dont les surfaces sont recouvertes de carbone et d’oxygène, les « cendres » de l’hélium brûlant. Les concentrations de ces deux éléments peuvent atteindre plus de 20 %. Or, pour ce type d’objet, il s’agit d’une composition très exotique.

Cette découverte est curieuse dans la mesure où la présence de carbone et d’oxygène, comme dit plus haut, implique la combustion d’hélium, que les naines blanches sont censées avoir fini de brûler depuis longtemps. Encore plus déroutant, ces nouvelles étoiles sont plus chaudes et plus larges que la plupart des objets de ce type, ce qui laisse à penser qu’elles pourraient encore brûler de l’hélium dans leur noyau.

« Ces nouvelles étoiles sont un sérieux défi pour notre compréhension de l’évolution stellaire« , souligne Klaus Werner, coauteur de ces travaux.

Le fruit de fusions stellaires très rares ?

Parallèlement aux travaux du professeur Werner et de son équipe, un deuxième article d’un groupe d’astronomes de l’Université de La Plata et de l’Institut Max Planck d’astrophysique propose une explication possible à leur formation.

« Nous pensons que les étoiles découvertes par nos collègues allemands pourraient s’être formées lors d’un événement de fusion stellaire très rare entre deux étoiles naines blanches« , détaille le Dr Miller Bertolami, de l’Institut d’astrophysique de La Plata. Des fusions stellaires sont connues pour se produire entre naines blanches dans des systèmes binaires proches en raison du rétrécissement de l’orbite causé par l’émission d’ondes gravitationnelles. Cependant, ces fusions ne conduisent habituellement pas à la formation d’étoiles enrichies en carbone et en oxygène.

« Ici, nous pensons que, pour des systèmes binaires formés avec des masses très spécifiques, une naine blanche riche en carbone et en oxygène pourrait être perturbée et se retrouver au sommet d’une étoile riche en hélium, conduisant à la formation de ces étoiles« , poursuit l’astronome.

Cependant, même avec cette hypothèse, cela n’explique pas toutes les caractéristiques observées. L’équipe de chercheurs souligne avoir besoin de peaufiner ses modèles afin d’évaluer si ces fusions peuvent réellement se produire. Ces travaux futurs pourraient également fournir un aperçu plus approfondi de l’évolution tardive des systèmes binaires et de la façon dont leurs étoiles échangent de la masse au cours de leur évolution.

En attendant, l’origine des étoiles recouvertes d’hélium reste donc sujette à débat.

Avec sciencepost