Les naines noires

Qu’est-ce qu’une naine noire?

La naine noire est le stade hypothétique final du cycle de vie des étoiles. Ce stade serait atteint lorsque les étoiles mortes, les naines blanches, se seront complètement refroidies par radiation complète de la chaleur qu’elles contiennent.

Contrairement aux trous noirs, qui sont le stade final de la vie d’une étoile supermassive, la phase de la naine noire est le destin qui attend les étoiles de tailles moyennes comme notre Soleil.

Comment les étoiles deviennent-elles des naines noires?

Les étoiles de tailles moyennes comme le Soleil ont des durées de vie se comptant en plusieurs milliards d’années, voire dizaines de milliards d’années. Au bout de ce terme, leur couche extérieure s’étend, les transformant en géantes rouges. Au bout de plusieurs millions d’années supplémentaires, l’étoile devenue géante rouge rejette sa couche extérieure qui forme alors une nébuleuse planétaire.

Il ne reste alors plus que le cœur de l’étoile brillant et encore extrêmement chaud. C’est ce cœur que l’on appelle communément une naine blanche.

Sirius b est un exemple de naine blanche relativement proche de la Terre. Elle est située à près de 9 années-lumière de la Terre. Il s’agit de la première naine blanche jamais découverte. Elle a été découverte par l’astronome américain Alvan Graham Clark en 1862.

Découvrez la liste des naines blanches

Lorsqu’une étoile devient une naine blanche, elle ne produit plus d’énergie. Mais elle refroidit si lentement qu’elle continue à émettre de la lumière et de la chaleur. Un peu comme un rond de poêle que l’on éteint, mais qui continue à briller et émettre de la chaleur.

L’astrophysicien Matt Caplan, qui s’est intéressé aux théories des naines noires, estime que la durée suffisante pour qu’une naine blanche épuise sa chaleur et cesse de briller se situe dans une fourchette de temps avoisinant les trillions d’années.

La durée pendant laquelle les étoiles continueront à briller en naine blanche est si longue qu’elle dépasse l’âge moyen de vie des étoiles. Les théories sur le sujet estiment qu’il arrivera un jour où les seules étoiles qui brilleront dans l’univers seront des naines blanches.

Au terme de cette longue période de temps, qui défie toute compréhension, toutes les étoiles de l’univers seront mortes. Certaines auront explosé en supernova, d’autres se seront effondrées en trous noirs et les autres, enfin, seront devenues des naines blanches.

C’est seulement au bout de cette immense période de temps que les premières naines noires commenceraient à apparaitre.

En se refroidissant graduellement, la luminosité générée par une naine blanche va progressivement s’amenuiser. Au fil d’un processus de plusieurs trillions d’années, les naines blanches s’assombriront jusqu’à ne plus émettre aucune lumière.

Petit à petit, comme des chandelles, chacune des étoiles dans l’univers commenceront à se s’éteindre les unes après les autres.

Ces étoiles deviendront alors ce que les astrophysiciens spécialistes du sujet nomment des naines noires.

Sphères froides, restes inertes d'étoiles autrefois brillantes et chaudes, les naines noires sont le présage du futur et de la fin de l'univers comme nous le connaissons. 

Elles sont le présage d'un univers obscur et froid, où plus aucune source de lumière ne viendra illuminer les galaxies et les systèmes solaires.

L’univers plongera alors dans une obscurité éternelle. Il n’y aura plus aucune source de chaleur dans l’univers ni aucune source de lumière. Toute l’énergie contenue au tout début, au moment dans le big bang, aura été épuisée.

A-t-on déjà observé des naines noires?

On estime qu’aucune naine noire n’a jamais encore été observée. Les chercheurs pensent qu’il n’y a pas encore une seule naine noire dans l’univers. La raison était que le temps nécessaire afin qu’une naine blanche épuise toute sa chaleur est si long que notre univers, avec ses 13 milliards d’années d’existence, n’est pas suffisamment vieux pour que les premières naines noires soient apparues.

Autrement dit, même si une étoile avait atteint le stade de naine blanche il y a 13 milliards d’années, elle serait aujourd’hui encore loin d’avoir épuisé toute la chaleur emmagasinée au moment de sa mort.

Elle brillerait pendant au moins 10 milliards de fois plus longtemps que l’âge actuel de l’univers. Il lui faudrait des dizaines de centaines de milliards d’années pour refroidir complètement.

De plus, même si par hasard des naines noires étaient déjà dans les parages, le simple fait que ces étoiles n’émettent plus de lumière les rendrait extrêmement difficiles à localiser et à observer. Comme les trous noirs, elles ne seraient observables que par des moyens détourner comme la force gravitationnelle qu’elles exerceraient sur leur environnement.

Si cette théorie est juste. Nous ne sommes pas près d’en découvrir de sitôt. Néanmoins, cette théorie nous fait voyager dans un futur lointain. Au-delà de l’ère des étoiles.

En voyageant dans un futur aussi lointain, ces théories nous font méditer sur un univers sombre, où la lumière et la vie, partout dans l’univers, auront cessé d’exister.

Cette période obscure de l’univers vous intrigue, nous vous proposons de découvrir ce time lapse incroyable qui relate en vidéo les hypothèses entourant la fin de l’univers.