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Certaines étoiles deviennent des nains blancs vers la fin de leur vie. Une étoile dans cette phase de son existence est superdense; la masse du soleil peut être encore aussi grande que la Terre. L'une des premières étoiles de nain blanc jamais observée est le compagnon de Sirius, dans la constellation du Canis Major. Les deux étoiles, qui forment un système binaire, sont connues sous les noms de Sirius A et Sirius B.
Formation
Au cours de sa vie, une étoile telle que le soleil finit par brûler tout son combustible nucléaire et, ce faisant, la force de gravité le fait s'effondrer. En même temps, ses couches externes se dilatent et l'étoile devient un géant rouge. La température au cœur d'une étoile à ce stade reste élevée et le cœur devient super dense à mesure que la gravité continue de la comprimer et les processus nucléaires commencent à convertir l'hélium en carbone et en éléments plus lourds. La couche externe de la géante rouge se développe finalement en une nébuleuse planétaire, laissant derrière elle le noyau chaud et dense, qui est une étoile naine blanche.
Les caractéristiques
Au moment où un géant rouge est devenu un nain blanc, la fusion a cessé et l'étoile n'a pas assez d'énergie pour neutraliser la force de gravité. En conséquence, la matière devient tellement comprimée que tous les niveaux d'énergie sont remplis d'électrons, et les principes de la mécanique quantique l'empêchent de se contracter davantage. En raison de ce processus, il y a une limite à la masse de la naine blanche: 1,4 fois la masse du soleil. La gravité de la surface est 100 000 fois supérieure à celle de la Terre et l’atmosphère, principalement constituée de gaz légers tels que l’hydrogène et l’hélium, est entraînée très près de la surface.
Sirius B
L'astronome et mathématicien Friedrich Bessel a émis l'hypothèse de l'existence de Sirius B en 1844, sur la base d'observations beaucoup plus visibles de Sirius A. L'astronome Alvan Clark fut le premier à le voir en 1862. L'observer est difficile car il est plus proche de Sirius A que de Mercure est au soleil, et ses 8.200 plus faibles que le Sirius A. Avec un diamètre de seulement 0,008 celui du soleil, il est encore plus petit que la Terre, mais sa masse est de 97,8% à 103,4% de celle du soleil. Il est si dense qu'un pouce cube de son matériau pèserait 13,6 tonnes métriques (15 tonnes) sur Terre.
La nébuleuse de l'hélice
Lorsqu'un géant rouge brûle, ce qui reste de son combustible et de son noyau continue à se contracter, son champ gravitationnel devient trop faible pour retenir les couches de gaz extérieures, et celles-ci commencent à s'éloigner, formant ce que les astronomes appellent une nébuleuse planétaire. Un exemple est la pittoresque nébuleuse d'Helix, connue sous le nom d'Œil de Dieu, située dans la constellation du Verseau. La naine blanche au centre de la nébuleuse continue d'émettre de grandes quantités de rayons ultraviolets, ce qui réchauffe les gaz de la nébuleuse et lui confère ses couleurs caractéristiques.