Les étoiles semblables au Soleil et celles plus petites que le Soleil finissent leur vie en tant que naines blanches. Sans une source continue d’énergie provenant de la fusion de l’hydrogène, ces étoiles finissent par s’effondrer sous leur propre poids. Ils continueraient à s’effondrer sans la pression des électrons. Tant que la masse restante d’une étoile est inférieure à environ 1,4 soleil, la pression des électrons et l’attraction gravitationnelle s’équilibrent, créant une naine blanche.
Les naines blanches sont à peu près aussi grosses que la Terre, mais elles ont la masse d’une étoile, donc leur gravité de surface est très forte. En conséquence, les éléments à l’intérieur d’une naine blanche ont tendance à se déposer de sorte que les éléments les plus lourds coulent, poussant les éléments les plus légers à la surface. Cela signifie que la plupart des naines blanches ont une surface d’hydrogène pur ou d’hélium pur, bien que certaines aient une surface “exposée” de carbone ou d’oxygène. Mais les astronomes ont récemment découvert une naine blanche inhabituelle à deux faces. Il a une surface d’hydrogène d’un côté et une surface d’hélium de l’autre.
Il est connu sous le nom de ZTF 203349.8 + 322901.1, et l’équipe l’a remarqué pour la première fois en recherchant des naines blanches hautement magnétisées avec le Zwicky Transient Facility (ZTF) à l’observatoire de Palomar. Il fluctuait en luminosité avec une période d’environ 15 minutes. Les naines blanches fortement magnétisées ont souvent des fluctuations de luminosité, mais pas à un rythme régulier. D’autres observations ont confirmé que l’étoile tournait, avec un côté plus brillant que l’autre. L’équipe a ensuite fait des observations spectrales de ZTF 203349.8+322901.1 et a découvert que le côté brillant est de l’hélium presque pur, tandis que le côté le plus sombre est de l’hydrogène presque pur.
Bien sûr, cela n’explique pas pourquoi cette naine blanche a une double surface. Il ne fait pas partie d’un système binaire, il n’y a donc pas de mécanisme évident pour provoquer une différence aussi frappante. Même l’équipe n’est pas tout à fait sûre, mais une idée pourrait être que l’étoile a un champ magnétique asymétrique. De forts champs magnétiques peuvent interférer avec le mouvement des éléments à l’intérieur de l’étoile, de sorte que l’hydrogène serait favorisé du côté magnétique fort. Une autre idée est que le champ magnétique asymétrique interagit avec la mince atmosphère de la naine blanche, permettant à une mer d’hydrogène de se former du côté magnétique fort.
Quel que soit le mécanisme, la découverte est passionnante car il se pourrait que la naine blanche soit dans un état de transition entre une étoile à surface d’hydrogène et à surface d’hélium. On pense qu’à mesure que les naines blanches se refroidissent, le mélange d’éléments près de la surface peut faire pénétrer l’hydrogène plus profondément dans l’étoile, laissant de l’hélium à la surface. Cela expliquerait pourquoi certaines naines blanches ont une surface d’hydrogène et un peu d’hélium, mais jusqu’à présent, les astronomes n’ont jamais vu de naine blanche en transition.
Référence: Caiazzo, I., et al. “Une naine blanche en rotation montre différentes compositions sur ses faces opposées.” Nature (2023).
