Les astronomes identifient la première étoile verte : Comment la chimie d'une naine blanche détermine sa couleur
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En bref
Les astronomes de l'Université de Warwick affirment que la naine blanche WD J1330+6435, située à environ 284 années-lumière de distance, est la première étoile jamais crédiblement rapportée pour paraître verte à l'œil humain. La couleur provient du sodium qui absorbe la lumière jaune, orange et rouge dans son atmosphère exceptionnellement dense après qu'il ait avalé les débris rocheux de son propre système planétaire. Les conclusions, publiées dans la revue RAS Techniques and Instruments, ont également cartographié d'autres couleurs inattendues de naines blanches, y compris rose, violet, cyan et jaune.
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Les astronomes dirigés par le Dr. Mark Hollands, Boursier Warwick Prize dans le Groupe d'Astronomie et d'Astrophysique de l'Université de Warwick, ont identifié la naine blanche WD J1330+6435 comme la première étoile qui paraîtrait véritablement verte à un observateur humain. L'étude a été publiée dans la revue RAS Techniques and Instruments.
Pourquoi la plupart des étoiles ne paraissent jamais vertes
Les astronomes décrivent la plupart des étoiles comme se comportant comme un « rayonnement parfait », ce qui signifie que leur couleur est gouvernée presque entièrement par la température de surface, de la même manière que le fer d'un forgeron passe du rouge à l'orange au blanc à mesure qu'il devient plus chaud. Les étoiles plus froides paraissent oranges, les étoiles comme le soleil paraissent blanches, et les étoiles les plus chaudes brillent d'un bleu pâle. Les naines blanches suivent généralement ce même modèle basé sur la température, jusqu'à ce que des conditions atmosphériques inhabituelles, comme dans WD J1330+6435, en fassent s'écarter une.
Ce qui rend WD J1330+6435 différente
WD J1330+6435 est une naine blanche, le résidu dense et brûlé laissé derrière après qu'une étoile semblable au soleil épuise son carburant, située à environ 284 années-lumière de la Terre avec une température de surface d'environ 4.000 degrés Celsius (7.232 degrés Fahrenheit). Contrairement aux étoiles ordinaires, elle a accumulé de la matière rocheuse provenant d'un système planétaire survivant, enrichissant son atmosphère externe avec du sodium, du calcium et du lithium.
Les atmosphères des naines blanches froides peuvent atteindre des densités proches de celle de l'eau, des millions de fois plus denses que la couche externe du soleil, ou photosphère. Sous ces conditions extrêmes, le sodium dans le plasma dense d'hélium de WD J1330+6435 absorbe une grande partie de la lumière jaune, orange et rouge qui traverse l'atmosphère, laissant principalement les longueurs d'onde vertes s'échapper vers un observateur.
Les traces de sodium dans l'atmosphère de cette naine blanche absorbent la partie orange du spectre, laissant derrière une lueur verte spectrale.
— Dr. Mark Hollands, Université de Warwick
Comment les chercheurs ont déterminé les vraies couleurs
Pour déterminer à quoi ressemblerait réellement une naine blanche donnée, l'équipe de Warwick a analysé les spectres, l'« empreinte digitale » longueur d'onde par longueur d'onde de la lumière d'une étoile, et a exécuté ces données à travers un modèle de vision des couleurs humaines pour prédire la teinte que l'œil nu percerait. Autant que les chercheurs le sachent, aucune autre étoile, vivante ou morte, n'a jamais été crédiblement rapportée comme étant verte.
Composition atmosphérique de naine blanche et couleur apparente
Composition atmosphérique
Couleur apparente
Exemple ou remarque
Hélium riche en sodium, haute densité
Vert
WD J1330+6435, le seul cas connu
Riche en carbone
Rose ou violet
Rapporté parmi les naines blanches étudiées
Enrichie de débris d'astéroïde/comète
Jaune
Lié au matériau planétaire accumulé
Hydrogène-hélium mélangé
Cyan ou bleu pâle
Commun parmi les naines blanches étudiées
Composition typique/majoritaire
Blanc (médiane ~6.800 Kelvin)
146 de 151 naines blanches étudiées dans 65 années-lumière
À quel point les naines blanches de couleurs inhabituelles sont-elles rares
Parmi un échantillon de 151 naines blanches à moins de 65 années-lumière de la Terre, l'équipe de Warwick en a trouvé cinq avec une coloration inhabituelle, un rapport que les chercheurs ont dit suggère qu'environ une naine blanche sur 30 dans l'univers pourrait montrer une couleur inhabituelle. Les 146 restantes avaient une température de couleur médiane d'environ 6.800 Kelvin, que l'œil humain perçoit comme blanc.
Les naines blanches constituent le stade final du cycle de vie d'étoiles comme le soleil, après qu'elles aient rejeté leurs couches externes et que le noyau restant se refroidisse sur des milliards d'années. Parce qu'elles ne génèrent plus d'énergie par fusion nucléaire, leur couleur observée dépend de la température et de tous les éléments qui se sont installés ou tombés dans leur fine atmosphère externe, plutôt que des processus de fusion qui colorent les étoiles vivantes.
Vos questions
Quel est le nom de la première étoile verte confirmée ?
C'est WD J1330+6435, une naine blanche à environ 284 années-lumière de la Terre identifiée par des astronomes de l'Université de Warwick dirigés par le Dr. Mark Hollands.
Pourquoi les étoiles normales ne paraissent-elles pas vertes ?
La couleur d'une étoile est principalement déterminée par sa température, se comportant comme ce que les astronomes appellent un « rayonnement parfait ». Les naines blanches suivent normalement ce même modèle, paraissant orange, blanc ou bleu pâle selon la température, jusqu'à ce que des conditions atmosphériques inhabituelles, comme dans WD J1330+6435, en fassent s'écarter une.
Qu'est-ce qui rend WD J1330+6435 verte ?
La naine blanche a accumulé des débris planétaires rocheux riches en sodium, et dans son atmosphère exceptionnellement dense, ce sodium absorbe la lumière jaune, orange et rouge, laissant une lueur verdâtre.
À quel point les naines blanches aux couleurs étranges sont-elles courantes ?
Dans un échantillon de 151 naines blanches à moins de 65 années-lumière de la Terre, cinq ont montré une coloration inhabituelle. Les chercheurs de Warwick ont dit que cela suggère qu'environ une naine blanche sur 30 dans l'univers pourrait montrer une couleur inhabituelle.
Où cette recherche a-t-elle été publiée ?
Les conclusions sont apparues dans la revue RAS Techniques and Instruments, dans une étude dirigée par des astronomes de l'Université de Warwick.
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