Des chercheurs « pèsent » une naine blanche grâce à une astuce spatio-temporelle

naine blanche
Crédits : WikiImages/Pixabay

En novembre 2019, la naine blanche LAWD 37, située à seulement quinze années-lumière de la Terre, s’est alignée étroitement avec une source de lumière distante en arrière-plan et provoqué un effet de microlentille astrométrique. Cet effet, prédit par Einstein, a permis à des astronomes d’estimer sa masse. Les détails de l’étude sont publiés dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Les naines blanches à noyau de carbone-oxygène sont le dernier stade évolutif de la grande majorité des étoiles. Le Soleil finira ses jours ainsi. Ces cadavres sont constitués de matière dégénérée, un type de gaz ultra-comprimé étrange que les scientifiques tentent encore de comprendre. Pour ce faire, il convient de caractériser la masse de ces objets. Bien que les astronomes aient déjà « pesé » des naines blanches dans des systèmes d’étoiles binaires (deux étoiles autour d’un centre de masse commun), cette naine blanche, nommée LAWD 37, est la première à être mesurée isolément.

Utilisation du phénomène de microlentille gravitationnelle

Pour opérer, des astronomes de l’Université de Californie à Santa Cruz ont utilisé le télescope spatial Hubble et attendu que la naine blanche passe devant une étoile brillante lointaine. De fait, la lumière de cet objet d’arrière-plan a été légèrement déviée autour de la naine blanche dans un processus connu sous le nom de microlentille gravitationnelle. Ce décalage était faible, mais encore suffisamment important pour ne pas échapper aux « yeux de lynx » de Hubble.

« Ces événements sont rares et les effets sont minimes« , note l’équipe dans un communiqué. « Par exemple, la taille de notre décalage mesuré revient à mesurer la longueur d’une voiture sur la Lune vue de la Terre. » L’acquisition de cette mesure extrêmement précise a nécessité des années d’observation avec Hubble.

Pour savoir quand LAWD 37 passerait précisément devant cette étoile lointaine depuis notre point de vue, les chercheurs ont exploité les données du satellite Gaia, de l’Agence spatiale européenne, qui détermine les positions et mouvements de milliards d’étoiles de la Voie lactée.

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Un graphique montrant le chemin de la naine blanche LAWD 37 alors qu’elle passait devant une étoile lointaine. Crédits : NASA, ESA, Peter McGill (UC Santa Cruz, IoA), Kailash Sahu (STScI) ; Traitement d’image : Joseph DePasquale (STScI)

Sur la base du léger mouvement de l’étoile lointaine, les chercheurs ont calculé que la naine blanche était environ 56% aussi massive que le Soleil. Leur nature principalement dégénérée signifie que ces objets sont censés suivre une relation masse-rayon à mesure qu’ils évoluent et se refroidissent. Cette masse nouvellement calculée est raccord avec les modèles. L’équipe se focalise déjà une autre naine blanche, LAWD 66, censée passer devant une étoile de notre point de vue l’année prochaine.