Aperçu | Les naines blanches sont des étoiles de masse intermédiaire (disons entre 0,8 et 8 à 10 fois la masse du Soleil) parvenues au terme de leur existence nucléaire, après le stade de géante rouge et celui d'étoile centrale de nébuleuse planétaire. Désormais débarrassées de l'essentiel de leur enveloppe, ce ne sont plus que des étoiles réduites un noyau compact, enveloppé d'une fine couche d'hydrogène ou d'hélium. Il s'agit toujours d'objets très petits et peu lumineux. Une naine blanche concentre en général une masse comprise entre 0,6 et 1,4 masses solaires, dans un volume de l'ordre de celui de la Terre. La matière à l'intérieur de l'astre atteint ainsi des températures dépassant le million de degrés, et des densités de l'ordre de plusieurs milliers de tonnes par centimètre cube. Dans une naine blanche de la masse du Soleil et d'un diamètre de 10 000 km seulement, comme l'étoile de van Maanen (Poissons), par exemple, la matière présente une densité un million de fois supérieure à celle de l'eau dans les conditions ordinaires. | ![[Les géantes rouges]](btgero.gif) |
| La borne supérieure de 1,4 masses solaires envisageable pour une naine blanche est appelée la masse limite de Chandrasekhar , du nom de l'astrophysicien qui l'a mise en évidence. Elle trace la ligne de partage entre les étoiles appelées à devenir des naines blanches, et celles dont le destin est celui d'étoile à neutrons, voire de trou noir. Ce seuil est éventuellement un peu plus élevé en fonction de la vitesse de rotation de l'étoile (une naine blanche, du fait de sa compacité, accomplit en général sa rotation en une petite dizaine de secondes). Cela posé, il n'est pas exclu que certaines naines blanches, proches de la limite de Chandrasekhar et possédant un compagnon dont elles happent l'enveloppe, puissent accroître leur masse suffisamment pour franchir le seuil et donc imploser en étoiles neutrons. |
![[Les trous noirs]](bttrno.gif) |
| Contrairement à ce que l'on observe dans un gaz ou un plasma, les atomes et les électrons à l'intérieur d'une naine blanche se retrouvent comme plaqués les uns contre les autres, un peu comme s'ils se touchaient et imposaient une résistance à toute compression supplémentaire (la limite de compression n'est franchie, justement, que dans le cas des étoiles à neutrons). La loi qui dans un gaz relie normalement pression, volume et température cesse ici d'être valable. On a affaire à ce que les physiciens appellent de la matière dégénérée. La dégénérescence se traduit en particulier par une conductivité thermique élevée. Il n'existe dès lors pas de courants de convection à l'intérieur de l'étoile susceptibles d'en brasser les constituants. Les différents éléments chimiques contenus dans une naine blanche tendent donc à se stratifier. Les plus lourds migrent vers le centre de l'étoile, les autres flottent en surface. Un tel processus permet d'interpréter les différents types de naines blanches comme des stades plus ou moins avancés de cette sédimentation. Les naines blanches ont initialement des températures superficielles qui peuvent dépasser les 10 000 K (d'où leur couleur blanche ou bleutée). Mais comme les réactions de fusion thermonucléaire ont cessé dans leur coeur, et qu'elles ne produisent donc plus d'énergie, elles sont appelées à se refroidir inéluctablement, comme un fer à repasser débranché. Au fil du temps (peut-être 10 milliards d'années), elles deviennent des objets froids et n'émettant pratiquement plus aucun rayonnement. Les noyaux de leurs atomes, dont l'agitation était jusque là à l'origine de la température, peu à peu deviennent suffisamment "lents" pour pouvoir s'organiser en un réseau cristallin. On parlera alors, pour ces astres solides dont on ne connaît pas encore d'exemple, de naines noires. | |
| Un autre destin peut aussi être envisagé lorsque les naines blanches appartiennent à des systèmes binaires serrés. La chute à leur surface de matière en provenance de leur compagnon pourra en particulier donner lieu à des explosions localisées (phénomène de nova), ou à des explosions plus importantes détruisant complètement la naine blanche (phénomène de supernova de type I). |
![[Les supernovae]](btsu.gif) |