Résoudre un mystère vieux de plusieurs décennies, une équipe internationale d'astronomes a découvert une magnétosphère extrêmement chaude autour d'une naine blanche, un vestige d'une étoile comme notre Soleil. Les travaux ont été dirigés par le Dr Nicole Reindl, Chercheur de la Commission royale 1851, basé à l'Université de Leicester, et est publié aujourd'hui (7 novembre) dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .

Les naines blanches sont la dernière étape de la vie d'étoiles comme notre Soleil. A la fin de leur vie, ces étoiles éjectent leurs atmosphères extérieures, laissant derrière lui un chaud, noyau compact et dense qui se refroidit sur des milliards d'années. La température sur leurs surfaces est typiquement d'environ 100, 000 degrés Celsius (en comparaison la surface du Soleil est de 5500 degrés).

Certaines naines blanches défient les scientifiques, car ils montrent des preuves de métaux hautement ionisés. En astronomie, les « métaux » décrivent chaque élément plus lourd que l'hélium, et une ionisation élevée signifie ici que tous les électrons externes, sauf un, généralement dans leurs atomes, ont été arrachés. Ce processus a besoin d'une température de 1 million de degrés Celsius, bien plus haut que la surface même des étoiles naines blanches les plus chaudes.

L'équipe de Reindl a utilisé le télescope Calar Alto de 3,5 mètres en Espagne pour découvrir et observer une naine blanche en direction de la constellation du Triangle, catalogué comme GALEXJ014636.8+323615, situé à 1200 années-lumière du Soleil. Analyser la lumière de la naine blanche avec une technique connue sous le nom de spectroscopie, où la lumière est dispersée dans ses couleurs constitutives, ont révélé les signatures de métaux fortement ionisés. Curieusement, ceux-ci ont varié sur une période de six heures, le même temps qu'il faut à la naine blanche pour tourner.

Reindl et son équipe concluent que le champ magnétique autour de l'étoile, la magnétosphère, piège la matière qui s'écoule de sa surface. Les chocs dans la magnétosphère chauffent considérablement le matériau, dépouillant presque tous les électrons des atomes métalliques.

"C'est comme un beignet composé d'un matériau ultra-chaud qui entoure l'étoile déjà très chaude", explique Reindl.

"L'axe du champ magnétique de la naine blanche est incliné par rapport à son axe de rotation. Cela signifie que la quantité de matériau chauffé par choc que nous voyons varie au fur et à mesure que l'étoile tourne.

"Après des décennies à trouver de plus en plus de ces étoiles obscures sans avoir la moindre idée d'où viennent ces métaux hautement ionisés", elle continue, "notre modèle de magnétosphère chauffée par choc explique enfin leur origine."

On trouve des magnétosphères autour d'autres types d'étoiles, mais c'est le premier signalement d'un autour d'une naine blanche. La découverte pourrait avoir des conséquences de grande envergure. "Nous n'avons tout simplement pas pris cela en compte", admet Reindl. "Ignorer leurs magnétosphères pourrait signifier que les mesures d'autres propriétés de base des naines blanches sont fausses, comme leurs températures et leurs masses."

Il se peut qu'un quart des naines blanches passent par une étape de piégeage et de surchauffe de la matière. Reindl et son équipe prévoient maintenant de les modéliser en détail et d'étendre leurs recherches en étudiant davantage ces objets fascinants.