Les cours de sciences au lycée nous ont appris que les étoiles ont des couleurs très spécifiques. Vous avez des étoiles plus froides qui sont rouges, orange et jaunes. Ensuite, vous avez des étoiles plus chaudes et plus grandes, blanches et bleues. Il s’avère que, tout comme le vent dans le film Pocahontas, les étoiles sont également de toutes sortes de couleurs, y compris le vert et le rose.
La découverte a été décrite dans une étude publiée ce mois-ci dans RAS Techniques and Instruments. Selon l’auteur principal, Mark Hollands du groupe d’astronomie et d’astrophysique de l’Université de Warwick, l’humble étoile naine blanche est la pièce maîtresse de cette curiosité chromatique.
“La plupart des étoiles, y compris la plupart des naines blanches, se comportent comme des “radiateurs parfaits”, de sorte que leur couleur est presque entièrement déterminée par la température. Mais personne n’avait vraiment étudié ce qui pourrait être possible pour les naines blanches”, a déclaré Hollands dans un communiqué. “Il s’avère que ces étoiles incroyablement denses peuvent produire des couleurs auxquelles personne ne s’attendait, et certaines d’entre elles m’ont vraiment surpris.”
Hollands dit que la clé est la densité et l’atmosphère. Les naines blanches font partie des objets les plus denses de l’univers connu, et cela inclut également l’atmosphère qui les entoure. Grâce à la gravité intense, l’atmosphère d’une naine blanche – composée principalement d’hydrogène et d’hélium – peut avoir des interactions intéressantes avec des traces d’autres éléments présents.
“Pour les naines blanches avec une atmosphère fraîche dominée par l’hélium, à mesure que l’étoile se refroidit, l’hélium devient de plus en plus transparent, ce qui signifie que vous pouvez voir plus loin dans l’étoile où le gaz devient plus dense”, a déclaré Hollands à CNET dans un e-mail. “Lorsque vous avez des oligo-éléments dans l’étoile, qu’il s’agisse de métaux comme le sodium et le calcium provenant d’un système planétaire, ou de carbone provenant du noyau, ils interagissent avec l’hélium dense.”
Ces interactions amènent les oligo-éléments à absorber la lumière sur toute la longueur d’onde, pour une gamme plus large de couleurs « manquantes ». Le résultat est une naine blanche qui peut apparaître dans n’importe quel nombre de couleurs en fonction des oligo-éléments qu’elle absorbe.
Alors, il y a des étoiles vertes là-bas ?
C’est précisément ce que Hollands et son équipe ont découvert dans leurs recherches. À ce jour, personne n’a jamais vu d’étoile naine blanche avec des yeux humains, et aucune n’est suffisamment proche pour être vue directement. La plupart des analyses d’une étoile se font par spectroscopie, afin que les scientifiques sachent de quoi est faite une étoile et quelle est sa luminosité. En règle générale, les scientifiques se concentrent davantage sur la science et sur des éléments tels que la composition chimique et la luminosité, plutôt que sur la couleur.
“En tant qu’astronomes, nous passons plus de temps à réfléchir aux questions techniques liées à la physique”, a déclaré Hollands. “C’est une question très simple à poser : ‘à quoi ressemblent réellement ces étoiles lorsque vous les visitez’, une question que je vois tout le temps parmi les membres du public. Il s’avère qu’il n’était pas vraiment difficile d’y répondre.”
Hollands et son équipe ont utilisé les mêmes données pour 151 étoiles naines blanches et les ont analysées dans une simulation qui les a converties en vision humaine des couleurs. Parmi ceux-ci, 146 étaient assez normaux, avec une température de couleur moyenne d’environ 6 800 K. Ceux-ci apparaîtraient d’un blanc éclatant aux humains, avec peut-être la plus petite touche de bleu.
Les cinq autres résultats étaient beaucoup plus intéressants : l’équipe a trouvé des exemples de cyan, jaune, violet/violet, rose et, oui, même vert. L’étoile verte s’appelle WD J1330+6435 et c’est une naine blanche située dans un système planétaire rocheux. Les débris de ce système sont attirés dans l’étoile, lui conférant les oligo-éléments nécessaires pour devenir un « vert fantomatique », selon Hollands.
Une autre découverte intéressante est WDJ0902+2010, une étoile qui contient une tonne de carbone dans son atmosphère. Selon l’étude, cette naine blanche plus froide extrait le carbone de ses entrailles et le carbone présent dans l’atmosphère absorbe la lumière sur tout le spectre. Il en résulte une étoile qui apparaîtrait rose saumon aux humains.
Étant donné que les chercheurs n’ont trouvé aucun autre rapport crédible faisant état de la découverte d’une étoile verte auparavant, WD J1330+6435 est probablement la première étoile verte jamais découverte. Hollands a déclaré que les couleurs rose et cyan étaient également probablement des premières, car il n’y a pas non plus de rapports d’astronomes trouvant des étoiles dans ces couleurs.
Malheureusement, les étoiles ne resteront pas éternellement dans ces couleurs. Hollands dit que les naines blanches commencent par une température extrêmement chaude – environ 100 000 degrés Kelvin – ce qui leur donnerait une « couleur bleu ciel ». Cela change à mesure que la naine blanche se refroidit, et vous n’obtenez les couleurs vraiment froides que lorsqu’elle atteint environ 5 000K. Finalement, la gravité élevée attirera les oligo-éléments dans le cœur de l’étoile, la ramenant à ses couleurs blanches ou orange normales.
La seule exception est l’étoile rose. Puisque son carbone provient déjà de l’étoile, les forces de convection naturelles de l’étoile sont à l’origine de cette couleur. Cela signifie que WDJ0902+2010 restera probablement rose pendant des milliards d’années, tandis que le reste reviendra probablement à ses couleurs naturelles après quelques millions d’années.
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