Naines blanches : des zones habitables pendant 10 milliards d'années
Les étoiles naines blanches, autrefois considérées comme des cimetières stellaires, pourraient soutenir des zones habitables autour de planètes pendant des milliards d'années de plus qu'on ne le pensait auparavant. Des travaux récents montrent qu'un processus impliquant le néon-22 peut retarder de façon spectaculaire le refroidissement d'une naine blanche.
La distillation du néon-22 : le mécanisme clé
Selon des recherches de Manuel Barrientos et de ses collègues, entre 0,6 % et 2,5 % des naines blanches du voisinage solaire subissent un phénomène de « distillation » qui étend leurs zones habitables jusqu'à 10 milliards d'années. Lorsque les naines blanches contiennent au moins 2,5 % de néon-22 en masse, le matériau cristallisé moins riche en néon-22 devient plus léger que le liquide environnant, flotte vers le haut et libère de l'énergie gravitationnelle au moment de refondre — un effet comparable à une « lampe à lave ».
Le processus démarre lors de la cristallisation du cœur : des cristaux solides appauvris en néon-22 se forment, remontent, puis fondent en surface, libérant une énergie suffisante pour interrompre le refroidissement de la naine blanche pendant des milliards d'années.[Source]
Zones habitables plus longues et plus stables
Andrew Vanderburg (MIT) et ses collègues montrent que la distillation du néon-22 prolonge considérablement la durée pendant laquelle une planète peut rester en continu dans la zone habitable autour de la naine blanche. Ils indiquent aussi que ces zones se situent plus loin de l'étoile, réduisant les forces de marée destructrices sur les planètes en orbite.[Étude]
Un gradient galactique révélé par Hypatia
En exploitant les données d'environ 4 000 étoiles du catalogue Hypatia, l'équipe de Barrientos observe que les naines blanches « distillées » sont plus fréquentes près du centre galactique : 7,6 % à moins de 2 kpc, contre ~1,0 % à 8–10 kpc. Ce gradient reflète la chimie de la Voie lactée, plus riche en métaux dans ses régions internes, propice à la formation de néon-22 lors de la combustion de l'hélium stellaire (via la transformation de l'azote-14).[Analyse][Complément]
Climat planétaire autour des naines blanches
Des simulations climatiques 3D (UC Irvine) suggèrent que des planètes en orbite autour de naines blanches pourraient maintenir des surfaces plus chaudes qu'attendu. Aomawa Shields et ses collègues montrent que des planètes à rotation rapide évitent une couverture nuageuse excessive, limitant le refroidissement de surface.[Article][Article]
Pourquoi c'est important
- La distillation au néon-22 retarde le refroidissement des naines blanches sur des milliards d'années.
- Les zones habitables s'étendent et se situent plus loin, réduisant les contraintes de marées.
- Un gradient galactique suggère davantage de systèmes habitables vers le centre.
- Les modèles climatiques 3D confirment des conditions potentiellement plus propices à la surface.
- Avec ~10 milliards de naines blanches dans la Voie lactée, le nombre de mondes habitables potentiels augmente.