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Des astronomes de l’Université de Warwick ont identifié WD J1330+6435, une naine blanche située à 326 années-lumière qui apparaît vert chartreuse en raison de l’accrétion de débris planétaires riches en sodium. Publiée dans la revue RAS Techniques and Instruments (RASTI), l’étude révèle la diversité chromatique insoupçonnée des cadavres stellaires.
Pendant des siècles, la science a classé les étoiles selon un schéma thermique rigide : les astres froids penchent vers l’orange, le Soleil et ses semblables se parent de blanc, tandis que les plus brûlants affichent un bleu pâle, tout comme le fer d’un forgeron qui rougit, passe à l’orange puis devient blanc sous l’effet de la chaleur. Ce dogme s’appliquait tout naturellement aux naines blanches, ces cœurs denses que laissent derrière elles des étoiles comparables à notre Soleil après avoir épuisé leur carburant nucléaire et rejeté leurs couches externes. Une nouvelle recherche vient bousculer cette certitude en démontrant que ces cadavres stellaires peuvent revêtir des teintes inattendues, allant du rose au cyan en passant par le jaune et le pourpre.
WD J1330+6435 et la lumière verte de l’étoile zombie
L’élément le plus marquant de ces travaux est la découverte de la première étoile authentiquement verte de l’univers connu. Située à environ 326 années-lumière de la Terre dans la constellation du Dragon, l’étoile WD J1330+6435 présente une température d’environ 4 000 degrés Celsius et tire sa couleur singulière de son passé de cadavre cannibale agissant à la manière d’un zombie de film d’horreur. En absorbant les restes rocheux d’un système planétaire qui l’accompagnait autrefois, l’astre a pollué son atmosphère avec du calcium, du lithium et du sodium.
Dans une étoile ordinaire, le sodium absorbe une seule longueur d’onde très étroite d’orange, la même teinte qui caractérise les lampadaires urbains au sodium. Mais la densité extrême de cette naine blanche — qui possède environ la moitié de la masse du Soleil compactée dans un volume comparable à celui de la Terre — modifie radicalement la physique des atomes. Selon les explications de l’équipe de recherche, les atomes de sodium subissent un bombardement incessant de la part des atomes d’hélium environnants. Cette interaction quantique altère les niveaux d’énergie du sodium, qui se met alors à absorber non pas un simple filet d’orange, mais une vaste plage de longueurs d’onde comprenant les jaunes, les oranges et une partie des rouges.
Les traces de sodium dans l’atmosphère de cette naine blanche absorbent la partie orange du spectre, laissant derrière elles une lueur verte fantomatique. Imaginez se tenir sur une planète et lever les yeux vers une étoile verte. On se croirait dans de la science-fiction.
Dr Mark Hollands, astronome à l’Université de Warwick
Un échantillon de 151 naines blanches et la rareté des teintes inhabituelles
Pour parvenir à ces conclusions, les chercheurs n’ont pas observé directement les couleurs à l’œil nu, aucun de ces astres n’étant suffisamment proche pour cela. Ils ont analysé les spectres lumineux de 151 naines blanches situées à moins de 20 parsecs, soit environ 65 années-lumière de la Terre, en s’appuyant notamment sur des données provenant du Sloan Digital Sky Survey et d’un télescope. En faisant passer ces données à travers un modèle de vision colorée humaine, l’équipe a pu déterminer la couleur exacte que percevraient nos yeux.
Sur les 151 étoiles de cet échantillon, seules cinq présentaient des coloris atypiques, ce qui permet aux chercheurs d’extrapoler qu’environ un trentième de ces objets célestes brille d’une lumière aux teintes inhabituelles dans la galaxie, tandis que la couleur moyenne demeure le blanc.
| Type de couleur | Origine physique de la teinte | Exemple recensé |
|---|---|---|
| Vert chartreuse | Atmosphère enrichie en sodium sous haute densité | WD J1330+6435 |
| Rose / Violet | Molécules de carbone soulevées du cœur par convection | WD J0902+2010 |
| Jaune | Débris d’astéroïdes et de comètes accrétés | Diverses naines blanches |
| Cyan / Bleu pâle | Atmosphères froides d’hydrogène et d’hélium | Diverses naines blanches |
La densité atmosphérique explique les variations de couleurs
Ces écarts spectaculaires reposent sur des calculs d’atmosphères dont la densité atteint environ 1 gramme par centimètre cube — soit l’équivalent de la densité de l’eau et des millions de fois la densité de la photosphère du Soleil. Lorsque l’on observe une population représentative et proche, la couleur moyenne se révèle bel et bien blanche.
En fin de compte, c’est tout très similaire au mélange des couleurs dans la palette d’un peintre. Ils commencent par quelques couleurs de base, puis les mélangent ensemble pour former n’importe quelle couleur dont ils ont besoin pour leur peinture. Enlevez une partie de la couleur entrant dans le mélange, et le résultat changera.
Boris Gänsicke, astrophysicien et co-auteur de l’étude à l’Université de Warwick
L’étude, parue dans la revue éditée par Oxford Academic, démontre que la spectroscopie stellaire dépasse la simple mesure de la température ou de la composition chimique. En reliant la pollution planétaire aux altérations chromatiques, ces travaux ouvrent une fenêtre inédite sur le destin des systèmes planétaires lorsque leur étoile mère s’éteint.
