Janus, une étoile naine blanche récemment découverte, présente une caractéristique unique : elle possède deux faces distinctes, l’une composée d’hydrogène, l’autre d’hélium. Cette découverte, réalisée par une équipe internationale d’astronomes. L’étude de Janus pourrait offrir de nouvelles perspectives pour comprendre les processus qui régissent la formation et l’évolution des étoiles.
L’étude des étoiles a toujours été un pilier fondamental de l’astronomie, permettant aux scientifiques de déchiffrer les mystères de l’Univers. Récemment, une équipe internationale de chercheurs menée notamment par Caltech (California Institute of Technology) a découvert une étoile naine blanche, nommée Janus, qui présente une caractéristique unique : elle a deux faces distinctes, l’une composée d’hydrogène et l’autre d’hélium. Elle se situe à 1300 années-lumière de la Terre.
Cette découverte, réalisée grâce à l’observatoire Zwicky Transient Facility, pourrait remettre en question certains aspects des modèles actuels d’évolution stellaire. L’étude de Janus pourrait permettre aux astronomes de mieux comprendre les processus qui régissent la formation et l’évolution des étoiles. L’étude est publiée dans la revue Nature.
Deux visages et des champs magnétiques asymétriques
La découverte de Janus, avec ses deux faces distinctes, a suscité une grande perplexité parmi les astronomes. Comment une étoile peut-elle développer deux faces si différentes, l’une dominée par l’hydrogène et l’autre par l’hélium ? Cette question a conduit à l’élaboration de plusieurs hypothèses pour expliquer ce phénomène intrigant.
Une des hypothèses suggère que Janus pourrait être en train de traverser une phase rare et peu comprise de l’évolution des naines blanches. Dans cette phase, la surface de l’étoile passerait d’une domination de l’hydrogène à une domination de l’hélium. Cette transition pourrait être due à des processus internes à l’étoile, tels que la convection ou la diffusion, qui pourraient redistribuer les éléments à sa surface.
Une autre hypothèse propose que les champs magnétiques asymétriques de l’étoile pourraient jouer un rôle clé dans la formation de ses deux faces. Les champs magnétiques sont des forces invisibles qui peuvent avoir un impact significatif sur la structure et la composition des étoiles.
En temps normal, ces derniers font « couler » les éléments plus lourds vers le noyau et les éléments plus légers ont tendance à flotter, créant une atmosphère d’hélium surmontée d’une fine couche d’hydrogène (l’élément le plus léger). Lorsque l’étoile se refroidit en dessous d’environ 30 000 °C, la couche d’hélium plus épaisse commence à bouillonner, provoquant le mélange, la dilution et la disparition de la couche d’hydrogène externe.
Le Dr Caiazzo explique dans un communiqué : « Les champs magnétiques autour des corps cosmiques ont tendance à être asymétriques, ou plus forts d’un côté. Ils peuvent empêcher le mélange des matériaux ». Ceci conduirait à une face dominée par l’hydrogène et une autre dominée par l’hélium.
De plus, les champs magnétiques peuvent également affecter la pression et la densité des gaz atmosphériques. Dans des conditions de pression et de densité spécifiques, l’hydrogène peut se condenser pour former un « océan d’hydrogène ». Si les champs magnétiques sont plus forts d’un côté de l’étoile, cela pourrait créer les conditions nécessaires à la formation de cet « océan d’hydrogène ».
Une étoile inédite et rapide
Janus présente donc des caractéristiques qui la distinguent nettement des autres étoiles de sa catégorie. Sa composition unique « double face » est déjà en soi une particularité remarquable. Mais ce qui rend Janus encore plus fascinante est sa rotation rapide.
Les astronomes ont observé que Janus effectue une rotation complète sur son axe en seulement 15 minutes. Pour mettre cela en perspective, notre propre étoile, le Soleil, qui est beaucoup plus grand, met environ 27 jours pour effectuer une rotation complète. Cette rotation rapide est un phénomène rarement observé chez les étoiles, et encore moins chez les naines blanches.
VIDÉO : la rotation de la naine blanche a été accélérée dans cette animation ; normalement, elle effectue une rotation autour de son axe toutes les 15 minutes. On y distingue les deux faces différentes. (© K. Miller, Caltech/IPAC)
Cette découverte a été confirmée par des observations supplémentaires effectuées avec l’observatoire W. M. Keck à Hawaï, un des observatoires les plus avancés au monde. Ces dernières ont non seulement validé la rotation rapide de Janus, mais ont également permis aux chercheurs de recueillir des données supplémentaires sur cette étoile énigmatique.
Vers une meilleure compréhension des naines blanches
La découverte de Janus ouvre un nouveau chapitre dans l’étude des naines blanches et des champs magnétiques stellaires. En tant qu’étoile à deux faces, Janus offre une occasion unique d’étudier comment les champs magnétiques peuvent influencer la composition et la structure des étoiles. Cela pourrait aider les astronomes à mieux comprendre les processus qui régissent l’évolution des naines blanches, qui sont les restes d’étoiles semblables au Soleil.
L’étude de cette étoile pourrait également aider à éclairer le rôle des champs magnétiques dans la formation même des étoiles. Les champs magnétiques sont connus pour canaliser le gaz et la poussière dans les disques d’accrétion qui entourent les jeunes étoiles. Mais ce processus reste mal compris. Les chercheurs espèrent que les futures enquêtes, en utilisant des télescopes terrestres et spatiaux, permettront d’identifier d’autres étoiles à deux faces.
L'année-lumière est une unité de longueur utilisée pour exprimer
des distances astronomiques. Elle est définie par l'Union
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