Ces étranges cristaux peuvent empêcher les étoiles de vieillir pendant des milliards d’années

Un trio d’astronomes a découvert que la formation de cristaux de glace à l’intérieur d’étoiles denses pouvait stopper durablement leur vieillissement, en les empêchant de se refroidir.

Cristaux anti-âge

Astres incroyablement denses, les naines blanches se forment lorsque des étoiles semblables au Soleil arrivent à court de combustible, expulsant leurs enveloppes externes de matière et laissant derrière elles leur noyau, qui se refroidit ensuite progressivement. Cependant, en 2019, des astronomes ont découvert que certaines naines blanches massives conservaient une température constante pendant 8 milliards d’années, voire plus.

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Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature, Simon Blouin, de l’université de Victoria, et ses collègues ont simulé les processus intervenant à l’intérieur de tels astres afin d’en déterminer la cause.

Le coupable semble être un effet particulier de la congélation de fluides de compositions différentes, se traduisant par l’expulsion des éléments les plus lourds des cristaux de glace au fur et à mesure qu’ils se forment.

« Le même phénomène se produit lorsque l’eau de mer gèle, produisant une glace 10 fois moins salée que le liquide qui l’entoure », explique Blouin. « Dans les naines blanches, des cristaux de glace de carbone et d’oxygène se forment et laissent derrière eux du néon et d’autres éléments relativement lourds dans le plasma. »

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Un lent processus

Dépourvu de ces éléments lourds, les cristaux ont tendance à migrer vers la surface de l’étoile, affectant la circulation des fluides lorsqu’ils se déplacent, et finissant par fondre. Ce processus génère de la chaleur, qui contribue au maintien de la température de l’ensemble de l’étoile. Le cycle se poursuit pendant des milliards d’années jusqu’à ce que son coeur contienne quasi exclusivement des éléments lourds et son enveloppe principalement des éléments légers.

« Nous pensons qu’il se passe quelque chose de similaire dans toutes les naines blanches, mais probablement à une échelle moindre », estime Blouin. « Avec un refroidissement stoppé pendant peut-être un milliard d’années. »

Selon le chercheur, de telles pauses pourraient compliquer l’estimation précise de l’âge de ce type d’étoiles, impliquant que certaines populations de naines blanches soient beaucoup plus anciennes qu’estimé.

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