La vie pourrait-elle exister autour d'étoiles mortes pendant des milliards d'années, selon les chercheurs ?
Et si la vie pouvait perdurer autour d’étoiles mortes ? Selon une nouvelle étude, le néon-22 permettrait à certaines naines blanches de conserver des zones habitables pendant des milliards d’années.
Les naines blanches sont les vestiges d’étoiles semblables à notre Soleil après leur phase de géante rouge. Elles représentent l’avenir de près de 95 % des étoiles de la Voie lactée. Leur taille est comparable à celle de la Terre, mais leur masse équivaut à celle du Soleil, ce qui en fait des objets d’une densité extrême.
Leur luminosité est environ mille fois plus faible que celle du Soleil, et pourtant elles peuvent être extrêmement chaudes au début de leur existence, dépassant parfois 100 000 °C, avant de se refroidir lentement au fil des milliards d’années. Contrairement aux étoiles dites « actives », elles n’abritent plus de réactions de fusion nucléaire : la lumière qu’elles émettent provient uniquement de leur chaleur résiduelle.
Théoriquement, une naine blanche finit par s’éteindre et devenir une « naine noire », mais l’âge de l’Univers (13,6 milliards d’années) est encore trop jeune pour que ce stade ait été atteint. Jusque-là, on pensait que ces astres étaient voués à un lent déclin sans véritable intérêt pour la vie. Mais une équipe menée par Manuel Barrientos de l’Université de l’Oklahoma vient de bouleverser cette vision.
Le néon-22
Le phénomène mis en lumière repose sur un élément chimique peu connu du grand public : le néon-22. Après le carbone et l’oxygène, c’est l’élément le plus abondant à l’intérieur d’une naine blanche. Il se forme durant la vie de l’étoile, lorsque l’azote-14 issu du cycle CNO se transforme en néon-22 au cours de la combustion de l’hélium.
Lorsque la proportion de néon-22 atteint environ 2,5 % de la masse d’une naine blanche, un processus particulier appelé « distillation » intervient lors de la cristallisation du cœur. Les cristaux solides se retrouvent plus pauvres en néon que la partie liquide, provoquant un mouvement interne : le néon-22 plus riche remonte, puis fond à nouveau. Cette agitation interne libère une énergie gravitationnelle considérable, ce qui ralentit le refroidissement de l’étoile pendant plusieurs milliards d’années.
Les chercheurs précisent toutefois que le seuil exact reste débattu : certains modèles suggèrent qu’il faudrait plutôt 3 % de néon-22 pour déclencher un ralentissement durable. Selon la valeur retenue, la fraction de naines blanches concernées dans le voisinage solaire varie entre 0,6 % et 2,5 %.
Des preuves solides grâce à Gaia
Pour vérifier cette hypothèse, l’équipe a utilisé le catalogue Hypatia, regroupant près de 4 000 étoiles proches du Soleil, et a simulé leur évolution avec le code de modélisation MESA. Les résultats obtenus correspondent parfaitement aux observations du satellite européen Gaia. Celui-ci a mis en évidence une accumulation anormale de naines blanches massives dans une zone particulière des diagrammes de luminosité appelée branche Q.
Cette surdensité s’explique par le fait qu’environ 6 % de ces naines blanches voient leur refroidissement interrompu pendant plusieurs milliards d’années, ce qui les fait paraître plus jeunes et plus lumineuses qu’elles ne le sont réellement.
Les vitesses mesurées de ces étoiles renforcent encore cette conclusion : elles se déplacent plus rapidement que prévu pour leur âge apparent, signe qu’elles sont en réalité bien plus anciennes. Des observations de l’amas ouvert NGC 6791, connu pour sa richesse en métaux, montrent d’ailleurs que les naines blanches qu’il contient suivent exactement ce comportement attendu, confirmant le lien entre métallicité et ralentissement du refroidissement.
Répartition galactique inégale
En élargissant leur analyse à l’ensemble de la Voie lactée, les chercheurs constatent que la proportion de naines blanches « distillées » varie en fonction de la position dans la galaxie.
Elle atteint 7,6 % dans un rayon de 2 kiloparsecs du centre galactique, où les étoiles sont plus riches en éléments lourds, et tombe à environ 1 % dans la zone où se trouve le Soleil, entre 8 et 10 kiloparsecs. À l’inverse, les étoiles pauvres en métaux comme celles du halo galactique n’en produisent quasiment pas, sauf cas chimiques très particuliers.
Les chercheurs soulignent également un biais d’observation important : les naines blanches distillées restent lumineuses plus longtemps et sont donc surreprésentées dans les relevés limités en magnitude comme Gaia. Cela explique pourquoi les astronomes semblent détecter plus de naines blanches massives que prévu.
Un nouvel espoir pour la recherche de vie ?
Cette découverte change notre compréhension des naines blanches. Elles ne sont pas de simples cadavres stellaires : certaines pourraient maintenir des zones habitables stables pendant des milliards d’années, bien au-delà de ce que l’on croyait possible. Selon les modèles, la prolongation varie selon la masse.
La Voie lactée compte des milliards de naines blanches. Si même une fraction d’entre elles peut prolonger la durée de vie de leurs zones habitables, cela ouvre une perspective vertigineuse : la vie pourrait exister dans bien plus d’endroits que nous ne l’avions imaginé, nichée autour d’étoiles mortes mais étonnamment persistantes.
Références de l'article
Romain C. (2025, 15 juillet). Notre Soleil deviendra un jour une naine blanche, mais qu’est-ce que c’est exactement ? The Conversation.
Thompson, M. (2025, 28 août). White dwarf stars could create surprisingly common long-lived habitable zones. Phys.org.
Barrientos, M., Kilic, M., Blouin, S., Hayden, M. R., Sharma, S., & Green, M. J. (2025, 18 août). The Fraction of Distilled White Dwarfs with Long-Lived Habitable Zones. DOI : 10.48550/arxiv.2508.12600