Au fil du temps, lorsque de petites étoiles meurent, elles se transforment en une coquille d'elles-mêmes appelées naines blanches. La nouvelle étude suggère que les atomes d'uranium coulent au centre de ces naines blanches vieillissantes à mesure qu'elles se refroidissent. Ensuite, ils gèlent et se transforment en cristaux ressemblant à des flocons de neige pas plus gros que des grains de sable. Ces flocons de neige peuvent alors agir comme de minuscules bombes nucléaires dans l'univers, devenant "l'étincelle qui allume le baril de poudre", disent les experts. Il est important de comprendre comment ces explosions se produisent partout - de la production d'éléments à l'expansion de l'univers.
Ces explosions d'étoiles inhabituellement faibles font partie d'une classe connue sous le nom de supernovae de type Ia. On pense que ces explosions se produisent lorsque la naine blanche atteint une masse critique après avoir pompé du gaz de l'étoile compagne. Parce que les supernovae de type Ia explosent lorsqu'elles atteignent la même masse, elles ont la même luminosité. Cette luminosité uniforme leur permet d'être utilisés comme étalon pour mesurer les distances t dans l'univers.
Cependant, les astronomes ont repéré certaines supernovae de type Ia qui sont légèrement plus sombres qu'elles ne devraient l'être. Une nouvelle étude suggère une explication selon laquelle les naines blanches de masse inférieure sans étoile binaire compagne peuvent exploser d'elles-mêmes en tant que supernovae.
Les naines blanches sont des restes de noyaux stellaires qui font 10 fois la masse du Soleil. Après avoir perdu leurs couches externes, les naines blanches deviennent des sphères froides, composées principalement de carbone et d'oxygène avec quelques autres éléments ajoutés, comme l'uranium. Alors qu'ils se refroidissent lentement pendant des centaines de milliers d'années, leurs atomes gèlent avec les atomes les plus lourds - comme l'uranium - qui s'enfoncent dans le noyau et se solidifient en premier.
Auparavant, les scientifiques pensaient que ces naines blanches se transformaient seules en une coquille froide et sombre. Mais dans certains cas, ce processus peut préparer le terrain pour une puissante explosion semblable à une bombe nucléaire. Lorsque des atomes d'uranium coulés entrent en collision les uns avec les autres, ils gèlent pour former de minuscules flocons de neige radioactifs. Moins d'une heure après la formation d'un flocon de neige, un neutron traversant le noyau peut frapper le flocon de neige, provoquant une fission, une réaction nucléaire qui divise un atome. Cette fission peut provoquer une réaction en chaîne similaire à celle d'une bombe nucléaire, enflammant finalement le reste de l'étoile et provoquant l'explosion de la naine blanche en supernova.
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Cependant, pour que cette réaction en chaîne se produise, il doit y avoir suffisamment d'isotope radioactif uranium-235. Parce que cet isotope se désintègre naturellement avec le temps, ce type d'explosion n'est possible que dans les plus grandes étoiles, qui ont les durées de vie les plus courtes. Les étoiles plus petites comme le Soleil, qui mourront dans 5 milliards d'années, n'auront plus assez d'uranium 235 pour de telles explosions au moment où elles deviendront des naines blanches.
"Si cela fonctionne, ce sera une façon très intéressante de le faire", a déclaré Ryan Foley, astronome à l'Université de Californie à Santa Cruz, à Live Science. "Il y a très peu de supernovae de type Ia faibles, voire aucune, parmi les jeunes étoiles", a déclaré Foley.
Bien que la recherche ait montré que ce nouveau mécanisme est physiquement possible, il n'est pas encore clair si ces explosions d'étoiles solitaires se produisent réellement, à quelle fréquence elles se produisent et exactement comment la distribution qui les alimente est déclenchée.
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