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Une naine blanche est ce que les étoiles comme le Soleil deviennent après leur épuisement leur combustible nucléaire. Vers la fin de sa phase de combustion nucléaire, ce type détoile expulse la plupart de sa matière extérieure, créant une nébuleuse planétaire. Seul le noyau chaud de létoile demeure. Ce noyau devient une naine dun blanc très chaud, avec une température supérieure à 100000 Kelvin. À moins quelle naccroisse la matière dune étoile proche (voir CataclysmicVariables), la naine blanche se refroidit au cours du prochain milliard dannées environ. De nombreuses jeunes naines blanches à proximité ont été détectées comme des sources de rayons X mous ou de faible énergie.Récemment, les observations aux rayons X mous et aux ultraviolets extrêmes sont devenues un outil puissant dans létude de la composition et de la structure de latmosphère mince de ces étoiles.
Une naine blanche typique est deux fois moins massive que le Soleil, mais à peine plus grosse que la Terre. Une naine blanche de la taille de la Terre a une densité de 1x 109 kg / m3. La Terre elle-même a une densité moyenne de seulement 5,4 x 103 kg / m3. Cela signifie quune naine blanche est 200 000 fois plus dense. Cela fait des naines blanches lune des collections de matière les plus denses, surpassée seulement par les étoiles à neutrons.
Que contient un blanc nain?
Parce quune naine blanche nest pas capable de créer une pression interne (par exemple à partir de la libération dénergie de la fusion, parce que la fusion a cessé), la gravité compacte la matière vers lintérieur jusquà ce que même les électrons qui composent une naine blanche « s les atomes sont brisés ensemble. Dans des circonstances normales, les électrons identiques (ceux avec th e même « spin ») ne sont pas autorisés à occuper le même niveau dénergie. Puisquil ny a que deux façons dont un électron peut tourner, seuls deux électrons peuvent occuper un seul niveau dénergie. Cest ce quon appelle en physique le principe dexclusion de Pauli. Dans un gaz normal, ce nest pas un problème car il ny a pas assez délectrons flottant pour remplir complètement tous les niveaux dénergie.Mais dans une naine blanche, la densité est beaucoup plus élevée, et tous les électrons sont beaucoup plus proches les uns des autres. Cest ce quon appelle un gaz « dégénéré », ce qui signifie que tous les niveaux dénergie dans son les atomes sont remplis délectrons. Pour que la gravité comprime davantage la naine blanche, elle doit forcer les électrons là où ils ne peuvent pas aller. Une fois quune étoile est dégénérée, la gravité ne peut plus la compresser, car la mécanique quantique dicte quil ny a plus despace disponible. Ainsi, notre naine blanche survit, non par fusion interne, mais par des principes mécaniques quantiques qui empêchent son effondrement complet.
La matière dégénérée a dautres propriétés inhabituelles. Par exemple, la naine blanche plus massive est, le s il est plus malléable. En effet, plus une naine blanche a de masse, plus ses électrons doivent se serrer ensemble pour maintenir une pression vers lextérieur suffisante pour supporter la masse supplémentaire.Cependant, il y a une limite sur la quantité de masse quune naine blanche peut avoir. fois la masse du Soleil. Ceci est connu comme la «limite de Chandrasekhar».
Avec une gravité de surface de 100 000 fois celle de la Terre, latmosphère dune naine blanche est très étrange. Les atomes les plus lourds de son atmosphère senfoncent et les plus légers restent à la surface. Certaines naines blanches ont des atmosphères dhydrogène ou dhélium presque purs, le plus léger des éléments. De plus, la gravité tire latmosphère autour delle en une couche très mince. Si cela se produisait sur Terre, le sommet de latmosphère se trouverait sous le sommet des gratte-ciel.
Les scientifiques émettent lhypothèse quil y a une croûte de 50 km dépaisseur sous latmosphère de nombreuses naines blanches. Au bas de cette croûte se trouve un réseau cristallin datomes de carbone et doxygène. Puisquun diamant est juste du carbone cristallisé, on peut faire la comparaison entre une naine blanche de carbone froid / oxygène et un diamant.
Dernière mise à jour: décembre 2010