Une nouvelle étude portant sur les exoplanètes ressemblant à la Terre mais orbitant autour de naines blanches suggère que les astronomes devraient pouvoir découvrir de l’oxygène dans l’atmosphère de ces planètes beaucoup plus facilement que dans celles qui orbitent autour d’une étoile telle que notre Soleil.

En septembre dernier, des scientifiques ont annoncé que le nombre d'exoplanètes pouvant abriter de la vie était bien supérieur à ce qu'on avait estimé jusqu'ici. Une découverte qu'ils ont réalisé avec des modèles informatiques mais qu'une nouvelle étude tend à confirmer aujourd'hui. En effet, alors que les astronomes sont aujourd'hui à la recherche d'une étoile semblable à notre Soleil et d'une planète comparable à la Terre, il se pourrait que ces cibles ne soient pas les meilleures pour dénicher de la vie extraterrestre.

C'est du moins ce qu'explique le Dr Avi Loeb du Centre d’astrophysique de Harvard, auteur de l'étude publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : "dans la quête pour une signature biologique extraterrestre, les premières étoiles que nous étudions devraient être les naines blanches". Ces objets célestes sont la résultante d'étoiles mortes qui conservent simplement un cœur chaud. Généralement, ces étoiles ont la taille de la Terre et, bien qu’elles "s’éteignent" peu à peu, elles conservent une chaleur suffisante pour réchauffer les planètes voisines pendant quelques milliards d’années.

Des planètes rocheuses et proches de leur étoile

Puisque les naines blanches sont bien plus petites que le Soleil, pour que ces planètes proches soient habitables, il faut qu’elles soient bien plus proches de lui, de façon à avoir au moins une chance de contenir de l’eau liquide à sa surface. Cela signifie également que, dans ces conditions, la potentielle planète effectuerait le tour de l’étoile toutes les 10 heures à une distance de 1,6 million de kilomètres seulement. Des conditions qui ne sont pas impossibles selon les chercheurs.

Mais si de telles planètes existent dans l’environnement de naines blanches, encore faudra-t-il les trouver avant de songer à les étudier. Si l'on en croit l'abondance d'éléments lourds à la surface des naines blanches, la plupart d'entre elles posséderaient des planètes rocheuses. Ainsi, les astronomes estiment qu'une étude portant sur les 500 systèmes de naines blanches les plus proches, permettraient de trouver une voire plus de planètes potentiellement habitables.

Des planètes facilement détectables

Pour cela, la meilleure méthode serait d'utiliser le transit de ces dernières autour de leur étoile. Autrement dit, d'observer les naines blanches pour détecter une diminution dans leur luminosité qui correspondrait au passage d'une planète devant elle. Dans la mesure où les naines blanches sont relativement petites, une planète de la taille de la Terre passant devant elle bloquerait une grande partie de sa lumière et fournirait donc un signal évident. Ceci permettrait de mettre facilement en évidence leur présence.

Mais mieux encore : il serait également possible de s'intéresser directement à l'atmosphère des planètes. Lorsqu'une naine blanche brille à travers "l'anneau" d'air qui entoure le disque d'une planète, l'atmosphère de cette dernière absorbe une partie de la lumière de l'étoile. Ceci laisse alors des empreintes chimiques capables de montrer la composition de l'atmosphère, et en particulier si celle-ci contient de la vapeur d'eau ou même de l'oxygène. Un ingrédient que les astronomes recherchent tout particulièrement au vu du rôle qu'il détient sur la Terre.

"Bien que la planète habitable la plus proche puisse orbiter autour d’une naine rouge, celle pour laquelle nous pourrons aisément prouver qu'elle est capable d’abriter la vie pourrait orbiter autour d’une naine blanche", bien plus facile à observer, conclut ainsi le Dr Loeb.

source : http://www.maxisciences.com/naine-blanche

Une naine blanche est un objet céleste de forte densité, issu de l'évolution d'une étoile de masse modérée (de 8 à 10 masses solaires au maximum^[1]) après la phase où se produisent des réactions thermonucléaires. Cet objet a alors une taille très petite comparativement à une étoile, et conserve longtemps une température de surface élevée, d'où son nom de « naine blanche ».

Une naine blanche possède typiquement une masse inférieure quoique comparable à celle du Soleil pour un volume similaire à celui de la Terre. Sa densité est ainsi de l’ordre d’une tonne par centimètre cube, plusieurs dizaines de milliers de fois plus élevée que celle des matériaux observés sur Terre. Sa température de surface, qui peut dépasser au départ 100 000 kelvins, provient de la chaleur emmagasinée par son étoile parente, chaleur dont le transfert thermique est très lent du fait de la faible surface de l'astre^[2]. C'est aussi du fait de cette faible surface que, malgré sa température élevée, la luminosité d'une naine blanche reste limitée à une valeur de l’ordre d’un millième de luminosité solaire, et décroît au cours du temps.

Début 2009, le projet Research Consortium on Nearby Stars dénombre huit naines blanches dans les cent systèmes stellaires les plus proches du système solaire^[3], mais étant donné la rareté des étoiles de grande masse, elles représentent le destin de 96 % des étoiles de notre galaxie^[4].

Du fait de l'évolution de leur étoile parente (dictée par sa masse), les naines blanches existant aujourd'hui sont habituellement composées de carbone et d'oxygène. Quand l'étoile parente est suffisamment massive (probablement entre 8 et 10 masses solaires), il est possible qu'elle donne naissance à une naine blanche sans carbone, mais comprenant du néon et du magnésium en plus de l'oxygène^[5]. Il est également possible qu'une naine blanche soit principalement composée d'hélium^[6],[7], si son étoile parente a été sujette à un transfert de matière dans un système binaire. Dans chacun de ces cas, la naine blanche correspond au cœur mis à nu de l'étoile parente, alors que les couches externes de celle-ci ont été expulsées et ont formé une nébuleuse planétaire. Il n'existe pas de naines blanches issues d'étoiles de moins d'une demi-masse solaire, car la durée de vie de celles-ci est supérieure à l'âge de l'univers. Ces étoiles-là évolueront selon toute vraisemblance en des naines blanches composées d'hélium^[8].

La structure interne d'une naine blanche est déterminée par l'équilibre entre la gravité et les forces de pression, ici produite par un phénomène de mécanique quantique appelé pression de dégénérescence. Les calculs indiquent que cet équilibre ne peut subsister pour des astres de plus de 1,4 masse solaire (). Il s'agit donc de la masse maximale que peut posséder une naine blanche lors de sa formation ou de son évolution. C'est cette masse maximale qui fixe la masse maximale initiale de 8 masses solaires que peut avoir une étoile pour que celle-ci évolue en naine blanche, la différence entre ces deux valeurs correspondant aux pertes de masse subies par l'étoile lors de son évolution. Une naine blanche isolée est un objet d'une très grande stabilité, qui va simplement se refroidir au cours du temps pour, à très long terme, devenir une naine noire. Si par contre une naine blanche possède un compagnon stellaire, elle pourra éventuellement interagir avec ce compagnon, formant ainsi une variable cataclysmique. Elle se manifestera sous différentes formes suivant le processus d'interaction : nova classique, source super molle, nova naine, polaire ou polaire intermédiaire. Ces interactions tendent à faire augmenter la masse de la naine blanche par accrétion. Dans l'éventualité où celle-ci atteint la masse critique de 1,4 (par accrétion voire par collision avec une autre naine blanche), elle achèvera sa vie de façon paroxystique en une gigantesque explosion thermonucléaire appelée supernova de type Ia^[