Des tonnes d'étoiles sont en fait de solides "sphères de cristal" suspendues dans l'espace

La plupart d'entre nous connaissent la comptine de Jane Taylor, "Twinkle, Twinkle, Little Star", qui compare les boules denses d'hydrogène brûlant qui jonchent l'univers aux "diamants dans le ciel". Selon de nouvelles recherches, la charmante métaphore de Taylor peut être prise au pied de la lettre.

Comme détaillé dans un article publié mercredi dans Nature, des astronomes de l'Université de Warwick au Royaume-Uni ont obtenu la première preuve directe de la transformation du noyau d'une étoile en un cristal d'oxygène et de carbone solides. De plus, la recherche suggère que le ciel est plein d'étoiles qui subissent ou ont terminé leur cristallisation et que notre propre Soleil se transformera un jour en cristal également.

En effet, comme l'a dit Pier-Emmanuel Tremblay, physicien de l'Université de Warwick, "des milliards de naines blanches dans notre galaxie ont déjà terminé le processus et sont essentiellement des sphères de cristal dans le ciel".

Les naines blanches sont les noyaux ultra-chauds et denses d'étoiles de taille moyenne qui restent après avoir épuisé leur combustible nucléaire et se débarrasser de leurs couches externes sous forme de nuages ​​de gaz appelés nébuleuses. Après avoir perdu leurs couches externes, les naines blanches - à ce stade pas beaucoup plus grandes que la Terre - commencent un processus de refroidissement qui peut durer des milliards d'années.

Le processus de refroidissement vraisemblablement prévisible des naines blanches signifiait que les astronomes pouvaient mesurer leur température et les utiliser comme une sorte d'horloge cosmique pour déterminer l'âge d'autres objets célestes à proximité. Pourtant, selon les astronomes de Warwick, si le centre des naines blanches se solidifie sous forme de cristaux, cela ralentirait considérablement le processus de refroidissement. Cela signifie que de nombreuses naines blanches peuvent avoir des milliards d'années de plus que ce qui avait été calculé précédemment.

La théorie selon laquelle les noyaux des naines blanches se transforment en un cristal solide a été proposée pour la première fois il y a plus de 50 ans, mais ce n'est que récemment que les astronomes disposaient des données dont ils avaient besoin pour vérifier cette prédiction. Ces données ont été fournies par le satellite Gaia de l'Agence spatiale européenne, qui a été lancé en 2013 pour une mission d'une décennie visant à mesurer le mouvement des étoiles avec une précision sans précédent.

"Avant Gaia, nous avions 100 à 200 naines blanches avec des distances et des luminosités précises", a déclaré Tremblay dans un communiqué. "Maintenant, nous en avons 200 000."

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Tremblay et ses collègues ont utilisé les données de Gaia pour sélectionner 15 000 étoiles naines blanches potentielles à moins de 300 années-lumière de la Terre. Après avoir analysé la luminosité et le spectre de couleurs de ces étoiles, ils ont constaté qu'il y avait un nombre excessif de naines blanches avec des caractéristiques correspondant à celles prédites des naines blanches subissant une cristallisation il y a un demi-siècle.

"C'est la première preuve directe que les naines blanches se cristallisent ou passent du liquide au solide", a déclaré Tremblay dans un communiqué.

"Non seulement avons-nous des preuves de dégagement de chaleur lors de la solidification, mais il faut beaucoup plus de dégagement d'énergie pour expliquer les observations", a ajouté Tremblay. "Nous pensons que cela est dû au fait que l'oxygène se cristallise d'abord puis s'enfonce dans le noyau, un processus similaire à la sédimentation sur le lit d'une rivière sur Terre. Cela poussera le carbone vers le haut et cette séparation libérera de l'énergie gravitationnelle."

Bien que toutes les naines blanches finissent par se cristalliser, Tremblay a déclaré que les naines blanches les plus massives subissent le processus plus tôt. Selon Tremblay et ses collègues, notre propre Soleil commencera à se cristalliser dans environ 10 milliards d'années, mais les humains n'ont pas à s'inquiéter d'être aveuglés par notre propre cristal spatial. La Terre sera détruite par l'explosion du Soleil bien avant qu'elle ne commence à se cristalliser.

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