Une naine blanche verte ? Ce que sa lumière permet de reconstruire

Comment passer d’une lumière lointaine à une couleur humaine ? Les astronomes commencent par son spectre : la lumière est décomposée par longueur d’onde, comme lorsque le Soleil forme un arc-en-ciel à travers un prisme. Cette répartition est ensuite introduite dans un modèle de la vision humaine. Le résultat estime la couleur que l’œil percevrait. Ce n’est donc ni une couleur directement constatée à l’œil nu, ni une teinte choisie librement pour une illustration : c’est une traduction des données lumineuses en perception.

La nouveauté tient à cette manière de lire des observations déjà disponibles, pas à une nouvelle photographie d’étoile verte. La lumière enregistrée contient plusieurs informations à la fois : elle renseigne sur la température, sur les éléments chimiques présents et, une fois interprétée avec ce modèle, sur l’apparence qu’aurait l’étoile pour nous. Reconstruire sa couleur ne remplace donc pas l’observation : cela exploite autrement ce qui a été mesuré.^[3]

Reste à comprendre pourquoi cette lumière peut sortir de la palette habituelle des étoiles. Pour la plupart d’entre elles, la température commande largement la couleur, de l’orange au blanc puis au bleu pâle. Mais l’atmosphère des naines blanches les plus froides peut atteindre une densité voisine de celle de l’eau. Dans cet environnement, des traces de carbone, de calcium ou de sodium interagissent avec l’hélium dense et absorbent la lumière sur des plages de longueurs d’onde plus larges qu’à faible densité. En retirant certaines parties de la lumière, elles en changent la couleur d’ensemble.

Dans le cas de WD J1330+6435, le sodium absorbe notamment la partie orange du spectre, ce qui contribue à l’apparence verte calculée. Son atmosphère a été enrichie en calcium, lithium et sodium par de la matière rocheuse provenant de son système planétaire. La couleur rejoint ici la question du devenir des systèmes planétaires autour des naines blanches : des débris peuvent tomber sur l’étoile et modifier sa lumière. Pour les naines blanches riches en carbone, l’apparence tend plutôt vers le rose ou le violet.

Ces cas remarquables ne rendent pas le nom de « naine blanche » caduc. Dans l’échantillon local de 151 objets situés à moins d’environ 65 années-lumière de la Terre, cinq présentent une coloration inhabituelle : deux jaunes et trois roses. Pour les 146 autres, la température de couleur médiane, une façon de caractériser la teinte de leur lumière, est d’environ 6 800 K, perçue comme blanche. Les objets plus chauds et plus bleus sont aussi plus brillants : les relevés fondés sur la luminosité les surreprésentent parce qu’ils restent détectables plus loin. Les couleurs spectaculaires illustrent donc des conditions atmosphériques particulières, pas l’apparence de la majorité des naines blanches voisines.