Une étoile proche se transforme en diamant cosmique géant

Un équipe internationale de chercheurs a observé un phénomène inédit au sein d’un système stellaire quadruple : la lente cristallisation d’une naine blanche vouée à se transformer en diamant géant.

Diamant stellaire

Lorsque des étoiles d’une certaine masse arrivent en fin de vie, elles se transforment en géantes rouges, puis se débarrassent de leurs couches externes, laissant derrière elles un noyau dense. En l’absence de fusion en leur centre, ces vestiges stellaires ne sont plus en mesure de résister à la pression écrasante de leur gravité et s’effondrent en naines blanches. Des objets beaucoup plus petits que les autres étoiles, mais plus massifs.

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Pour les astres dont le cœur est principalement constitué d’oxygène et de carbone métalliques, le processus de refroidissement suivant l’effondrement en naine blanche entraîne leur cristallisation, et à terme la formation de diamants célestes géants. Cependant, en raison de la durée théorique écrasante d’un tel processus, de tels « joyaux cosmiques » n’ont jamais pu être observés. On estime qu’un million de milliards d’années seraient nécessaires, quand l’âge de l’Univers ne dépasse pas 13,6 milliards d’années.

Dans le cadre de travaux à paraître dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, des chercheurs ont identifié un astre se trouvant aux premiers stades de cette transition, dans le système stellaire quadruple HD 190412, situé à environ 104 années-lumière de la Terre.

This collapsed star is turning into an gigantic diamond before our eyes https://t.co/dbCcTl7HKm

— Live Science (@LiveScience) June 13, 2023

L’étoile HD 190412 c

L’étude de la couleur et de la luminosité de l’étoile, nommée HD 190412 c, a permis d’estimer sa température à 3 600 °C, la plaçant dans la gamme des naines blanches en cours de cristallisation. Pour déterminer la concentration en carbone et en oxygène métalliques de son noyau, les scientifiques se sont basés sur la composition de ses compagnons stellaires plus jeunes, ne s’étant pas encore effondrés. L’âge de l’étoile a également été estimé à 4,2 milliards d’années, contre 7,3 milliards pour son système hôte.

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L’équipe a expliqué s’être appuyée sur les données de la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne, visant à dresser une carte 3D d’un milliard d’étoiles de la Voie lactée. Selon elle, la connaissance de la distance précise séparant HD 190412 de notre planète s’est révélée essentielle pour déterminer le taux de refroidissement de la naine blanche, en raison de son influence sur sa luminosité observable.

S’il s’agit de la première naine blanche en phase de cristallisation dont l’âge est connu, la présence d’autres systèmes similaires dans notre voisinage cosmique, notamment celui abritant la brillante Sirius, suggère que d’autres détections de ce type pourraient prochainement être réalisées.