En analysant les données du télescope Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE), une équipe internationale d’astronomes a découvert du césium dans l’atmosphère d’une naine blanche chaude connue sous le nom de HD 149499B. La découverte, rapportée le 3 novembre sur le serveur de pré-impression arXiv, marque la première fois que cet élément est identifié dans l’atmosphère d’une naine blanche chaude.
Les naines blanches (WD) sont des noyaux stellaires laissés après qu’une étoile a épuisé son combustible nucléaire. En raison de leur gravité élevée, ils sont connus pour avoir des atmosphères d’hydrogène pur ou d’hélium pur. Cependant, une petite fraction des WD montre des traces d’éléments plus lourds.
À ce jour, seuls 18 éléments trans-fer (avec un numéro atomique supérieur à 28) ont été identifiés jusqu’à présent dans les atmosphères des naines blanches chaudes. En général, ces éléments trans-fer se sont avérés surabondants dans les WD.
Maintenant, un groupe d’astronomes dirigé par Pierre Chayer du Space Telescope Science Institute à Baltimore, Maryland, rapporte la découverte de césium (Cs), avec un numéro atomique 55, dans l’atmosphère de HD 149499B – une naine blanche brillante riche en hélium avec une température effective de 49 500 K. La détection est le résultat d’observations de cette étoile avec FUSE entre 2000 et 2006.
« Nous rapportons la première détection de césium (Z = 55) dans l’atmosphère d’une naine blanche. Une douzaine de raies d’absorption de Cs IV, Cs V et Cs VI ont été identifiées dans le spectre Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer de l’He- riche naine blanche HD 149499B », ont écrit les chercheurs dans l’article.
Au total, treize raies de césium ont été détectées dans le spectre FUSE avec des largeurs équivalentes comprises entre 2,3 et 26,9 mÅ. Les astronomes ont ajouté que toutes ces transitions proviennent de niveaux de basse énergie allant de la dizaine de milliers à quelques dizaines de milliers de cm−1.
Selon les auteurs de l’étude, la détection de césium dans l’atmosphère de HD 149449B n’est pas surprenante, étant donné que la liste des éléments trans-fer identifiés dans les atmosphères des WD s’est considérablement allongée depuis la détection de germanium en 2005.
L’abondance de césium dans l’atmosphère de HD 149449B a été calculée à -5,45 (rapport d’abondance du césium à l’hélium), soit -3,95 en termes de fraction massique. Ce résultat fait du césium l’élément trans-fer le plus abondant observé dans HD 149499B.
En résumant les résultats, les chercheurs tentent de trouver l’hypothèse la plus plausible expliquant la présence de césium dans l’atmosphère de cette naine blanche.
« La lévitation radiative est le phénomène naturel le plus plausible pour expliquer sa présence… Bien que la lévitation radiative complique l’interprétation de la source des éléments trans-fer, elle permet l’accumulation de grandes abondances, et par conséquent, la détection des éléments qui autrement ne serait pas détecté », concluent les auteurs de l’article.
Plus d’information:
DetP. Chayer et al, Détection de césium dans l’atmosphère de la naine blanche chaude riche en He HD 149499B, arXiv (2022). DOI : 10.48550/arxiv.2211.01868
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