naine blanche.

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naine blanche. étoile chaude de très faible luminosité qui constitue la phase terminale de
l'évolution d'une étoile de masse moyenne. Si l'on caractérise une étoile par deux nombres
indiquant la température de sa surface et sa luminosité propre (indépendante de sa distance à
l'observateur), on peut la représenter par un point dans le diagramme de HertzsprungRussell, dans lequel la température est portée en abscisse et la luminosité en ordonnée. Pour
les étoiles dites normales, dont le Soleil, les points correspondants se placent au voisinage
d'une ligne, appelée séquence principale, qui traduit le fait que plus une étoile est chaude, plus
elle est lumineuse. La luminosité d'une étoile est proportionnelle à sa surface, donc au carré
de son rayon, et à l'énergie qu'elle émet par unité de surface, énergie qui est proportionnelle à
la puissance quatrième de la température (loi de Stefan). Cela permet de montrer que le
rayon d'une étoile est proportionnel à la racine carrée de sa luminosité et inversement
proportionnel au carré de la température de sa surface.

Principales caractéristiques.
Les naines blanches sont des étoiles qui, contrairement aux étoiles de la séquence
principale, ont une luminosité très faible alors que la température de leur surface est
élevée. Leurs rayons sont ainsi très faibles, d'où le nom de naine. On les dit blanches car,
du fait de la température élevée de leur surface, elles ne sont pas rouges comme les
étoiles de même rayon situées sur la séquence principale. En fait, leurs températures
correspondent à des couleurs allant du bleu au jaune. À titre d'exemple, citons la naine
blanche Sirius B, compagnon de l'étoile Sirius. Le mouvement propre de Sirius se faisant
non sur un segment de droite, mais selon une trajectoire ondulée, on suggéra dès 1844
que cela était peut-être dû au fait que cette étoile était accompagnée d'un astre massif,
mais beaucoup plus faible, qui échappait à l'observation. Ce compagnon, appelé Sirius B,
fut découvert en 1862 à l'aide d'un très bon objectif de lunette de 47 cm de diamètre. Sa
luminosité est cent fois plus faible que celle du Soleil alors que sa température est deux fois
plus grande. On en déduit que son rayon est quarante fois plus petit que celui du Soleil. Ce
résultat a pu être confirmé de la façon suivante : la masse de Sirius B est déterminée à
partir de son mouvement autour de Sirius ; par ailleurs, les longueurs d'onde de son
spectre sont décalées à cause d'un effet de relativité générale appelé effet Einstein. Or ce
décalage, facilement mesurable, est lié à la masse et au rayon de l'étoile. Les naines
blanches ont toutes des rayons très petits, de l'ordre de quelques centièmes de celui du
Soleil, alors que leurs masses sont de l'ordre d'une masse solaire. Il en résulte qu'elles ont
des densités élevées pouvant atteindre plus d'une tonne par cm3. On a montré au début
des années trente que la masse de ces étoiles devait être inférieure à une limite qui ne
dépend que de la composition chimique de l'étoile, ce qui implique que les naines blanches
ont des masses inférieures à 1,44 fois la masse du Soleil. Les naines blanches sont le
résultat de l'évolution des étoiles dont les masses sont de l'ordre de celle du Soleil. Après
avoir séjourné sur la séquence principale du diagramme de Hertzsprung-Russell, l'étoile
augmente considérablement de volume et devient une géante rouge. Elle perd de la
matière chassée dans l'espace par le vent stellaire et se réduit à un noyau chaud et dense
qui se contracte jusqu'à devenir une naine blanche. Devenant une géante rouge au cours
de son évolution, l'une des étoiles d'un couple d'étoiles binaires serrées perd de la matière
qui est attirée par son compagnon. Si ce compagnon est une naine blanche, il en résulte
des relations nucléaires explosives qui font de la naine blanche une étoile éruptive ou une
nova.
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