En bref
Les naines blanches sont de petites étoiles très denses, que l’on croyait incapables de dépasser une certaine masse. De nouvelles simulations suggèrent qu’un puissant champ magnétique pourrait permettre à certaines d’entre elles de devenir beaucoup plus massives. Cette découverte pourrait aider à expliquer des explosions d’étoiles particulièrement brillantes.
Imaginez un astre à peine plus grand que la Terre, mais qui renferme autant de matière que le Soleil, voire davantage. C’est une naine blanche : le stade final de nombreuses étoiles, après qu’elles ont épuisé leur combustible nucléaire et perdu leurs couches externes. Ces vestiges stellaires sont minuscules à l’échelle de l’Univers, mais leur intérieur est extrêmement compact. Des forces considérables s’y affrontent et déterminent si l’étoile se stabilise ou continue de s’effondrer.
La limite de Chandrasekhar, d’environ 1,4 fois la masse du Soleil, est depuis longtemps un repère essentiel pour comprendre le destin des naines blanches qui tournent lentement et ne possèdent pas de champ magnétique puissant. De récents modèles informatiques suggèrent toutefois une possibilité intrigante : cette limite ne serait peut-être pas la même pour toutes les naines blanches si leur champ magnétique interne est assez intense pour modifier leur équilibre.
Une limite célèbre, mais qui dépend des conditions
La limite de Chandrasekhar ne signifie pas que toute naine blanche de 1,4 fois la masse du Soleil explose immédiatement, ni que cette valeur s’applique de la même manière à tous les cas. Il s’agit d’un repère théorique fondamental : il indique la masse maximale qu’une naine blanche ordinaire peut supporter avant de devenir instable, selon certaines hypothèses. Celles-ci incluent notamment l’absence de champ magnétique intense et d’effets liés à une rotation rapide. Ce chiffre reste donc une référence majeure en astrophysique, et non une règle simple indépendante des caractéristiques de l’étoile.
Cette limite est importante parce que de nombreuses naines blanches sont principalement composées de carbone et d’oxygène. Si leur cœur atteint une pression et une densité extrêmes, le carbone peut s’enflammer et déclencher une réaction nucléaire qui s’emballe. Dans certaines conditions, cela provoque une supernova de type Ia, une explosion extrêmement lumineuse qui libère une immense quantité d’énergie en peu de temps.
L’idée que des naines blanches puissent dépasser la limite habituelle n’est pas nouvelle. Depuis plusieurs décennies, les théoriciens évoquent des astres hypothétiques parfois appelés naines blanches super-Chandrasekhar. Les astronomes ont également observé des supernovas de type Ia plus brillantes que ne le prévoient les modèles classiques. Ces observations ont fait naître l’hypothèse que certaines étoiles à l’origine de ces explosions pouvaient atteindre environ 2,8 fois la masse du Soleil. Mais une question restait entière : comment une étoile ordinaire pourrait-elle parvenir naturellement à un tel état ?