Des chercheurs de l’Université de Warwick ont récemment fait une découverte étonnante : deux naines blanches, des étoiles mortes très compactes, sont en train de se diriger lentement l’une vers l’autre et devraient entrer en collision dans… environ 23 milliards d’années. Cette collision créera une supernova de type 1a, une explosion stellaire d’une puissance colossale. Mais au-delà de la fascination pour ce phénomène lointain, cette découverte pourrait apporter des réponses cruciales sur la manière dont les astronomes mesurent les distances dans l’univers.
Une découverte fascinante
Pour comprendre cette découverte, il est nécessaire de rappeler ce qu’est une naine blanche. Ce type d’étoile représente la fin de la vie pour les objets de faible masse, comme notre Soleil. Lorsqu’une étoile de ce genre épuise son combustible nucléaire, elle traverse plusieurs phases. D’abord, elle se dilate en une géante rouge, jusqu’à ce que ses couches externes soient expulsées, ne laissant que son noyau chaud et dense, appelé naine blanche. Ce noyau est essentiellement constitué de carbone et d’oxygène, produits par les réactions nucléaires précédentes.
Une naine blanche ne brûle plus de combustible nucléaire, mais elle continue à briller grâce à la chaleur résiduelle générée lors de sa formation. En raison de sa densité extrême, la gravité à sa surface est des milliers de fois plus forte que celle de la Terre. Par exemple, une cuillère à café de matière provenant d’une naine blanche pèserait environ une tonne sur Terre. À mesure qu’elle refroidit, sa luminosité diminue progressivement, mais ce processus prend des milliards d’années. Finalement, après des éons de refroidissement, la naine blanche pourrait devenir une naine noire, un objet froid et invisible.
Ces étoiles sont les vestiges de ce que deviennent les étoiles de faible masse en fin de vie, mais leur rôle dans l’univers est loin d’être terminé. Dans certains cas, deux naines blanches peuvent former un système binaire, où l’une d’elles peut accumuler de la matière provenant de l’autre, ce qui peut déclencher une explosion thermonucléaire, donnant naissance à une supernova de type 1a. C’est justement le cas qui nous intéresse aujourd’hui.
Un choc stellaire à venir
Ce système particulier, découvert par une équipe de chercheurs dirigée par James Munday, se situe à environ 150 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Bouvier. Ce qui rend cette découverte particulièrement importante, c’est que ce système binaire de naines blanches présente une masse totale d’environ 1,56 fois celle du Soleil. Bien que cette masse soit relativement faible par rapport à des étoiles massives comme notre Soleil, elle est élevée pour des naines blanches, qui, en général, ont tendance à être moins massives.
L’évolution de ce système binaire de naines blanches est fascinante et permet de mieux comprendre leur dynamique. Actuellement, les deux étoiles de ce système tournent l’une autour de l’autre avec une période orbitale de plus de 14 heures. Cependant, ce système est loin d’être stable à long terme : au fil du temps, les deux naines blanches vont progressivement se rapprocher l’une de l’autre. En raison de l’émission d’ondes gravitationnelles — des ondulations dans le tissu de l’espace-temps — elles vont perdre de l’énergie, ce qui les poussera à accélérer leur mouvement orbital. À mesure que la distance entre elles diminue, leur vitesse de rotation augmentera.
Dans plusieurs milliards d’années, cette accélération va atteindre des vitesses vertigineuses : les étoiles se déplaceront à une vitesse angulaire de seulement 30 à 40 minutes d’arc par heure. Cela signifie que leur orbite va se resserrer considérablement, et elles finiront par entrer en collision. Cette collision sera cataclysmique et déclenchera une supernova de type 1a, une explosion thermonucléaire extrêmement brillante.
Pourquoi c’est important
Pourquoi les scientifiques sont-ils si intéressés par les supernovas de type 1a ? Ces explosions stellaires sont essentielles pour mesurer les distances dans l’univers. Lorsqu’une supernova de type 1a se produit, elle dégage une luminosité extrêmement stable, ce qui permet aux chercheurs de calculer la distance à laquelle elle se trouve. Ces objets servent ainsi de « bougies standard » dans le vaste cosmos, permettant de définir une échelle de distances astronomiques.
Avant cette découverte, les scientifiques suspectaient que des systèmes binaires de naines blanches étaient responsables de ces explosions, mais cela n’avait jamais été observé directement. Grâce à cette nouvelle détection, les chercheurs ont désormais un modèle concret du mécanisme en jeu, ce qui améliore considérablement la précision des mesures des distances dans l’univers.
L’étude est publiée dans Nature Astronomy.
