Des astronomes ont directement confirmé quatre naines blanches jusque-là cachées dans des systèmes binaires proches. Chaque système se trouve à moins de 65 années-lumière de la Terre, et l'un d'eux contient la neuvième naine blanche la plus proche du Soleil.

Les découvertes ont été faites par des chercheurs de l'Université de Warwick et de l'Université du Colorado à Boulder. Leurs résultats ont été publiés dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Chaque naine blanche orbite autour d'une étoile naine rouge. Comme les naines rouges semblent plus grandes et plus brillantes, les systèmes semblaient ne contenir qu'une seule étoile lorsqu'on les observait en lumière visible. Les nouvelles observations ont révélé que les quatre naines rouges proches dissimulaient des compagnons naines blanches.

L'auteur principal, le Dr Mairi O'Brien, chercheur à l'Université de Warwick, a déclaré : « Les naines blanches isolées proches sont généralement faciles à trouver, mais nous ne pouvions pas voir ces quatre étoiles directement en lumière visible parce que leurs compagnons naines rouges noyaient leur lumière. C'est un rappel que même dans notre propre voisinage cosmique, nous pouvons encore trouver des surprises si nous regardons de la bonne manière, aux bonnes longueurs d'onde. »

Les astronomes ont passé des décennies à cataloguer soigneusement les étoiles proches du Soleil, mais les naines blanches dans des systèmes comme ceux-ci restent difficiles à détecter. Les quatre systèmes ont attiré l'attention parce que leurs étoiles visibles montraient une oscillation radiale prononcée. Ce mouvement se produit lorsqu'une étoile se déplace légèrement vers la Terre et s'en éloigne sous l'effet de la traction d'un objet massif invisible en orbite. L'oscillation suggérait que chaque naine rouge avait un compagnon caché.

Les chercheurs ont utilisé les données du spectrographe ultraviolet du télescope spatial Hubble pour examiner les quatre systèmes plus en détail. Les naines blanches sont généralement beaucoup plus faciles à reconnaître en lumière ultraviolette. Cependant, les naines rouges peuvent produire des éruptions puissantes qui imitent le signal ultraviolet d'une naine blanche, rendant la confirmation plus difficile. Pour séparer les signaux réels des effets des éruptions stellaires, l'équipe a développé des méthodes d'étalonnage spécialisées. Cette analyse a officiellement confirmé que les quatre systèmes contenaient des naines blanches.

L'un des systèmes, G 203-47, était particulièrement déroutant. Bien qu'il soit situé à seulement 25 années-lumière, les astronomes ont eu besoin de 27 ans après avoir détecté son oscillation radiale pour identifier la naine blanche cachée. L'objet est maintenant reconnu comme la neuvième naine blanche la plus proche du Soleil.

G 203-47 se comporte également différemment des systèmes binaires similaires. Sa naine rouge met plus de 100 jours pour effectuer une rotation, même si elle tourne autour de la naine blanche tous les 14,9 jours. Dans des circonstances normales, l'interaction gravitationnelle entre deux étoiles en orbite rapprochée devrait synchroniser leur mouvement par verrouillage tidal. La Lune et la Terre en sont un exemple familier, puisque la même face de la Lune fait constamment face à la Terre. Dans G 203-47, cependant, la naine rouge tourne beaucoup trop lentement pour être synchronisée avec son orbite.

Le co-auteur, le Dr David Wilson, chercheur associé à l'Université du Colorado à Boulder, a déclaré : « Ce qui est fascinant, c'est que G 203-47 ne devrait pas tourner aussi lentement s'il s'était formé de la même manière que des systèmes similaires. Cela suggère que ces binaires ont eu des histoires évolutives très différentes. Certains ont subi des interactions violentes et prolongées tôt qui les ont verrouillés tidally. D'autres, comme G 203-47, ont connu des rencontres plus douces et plus brèves qui les ont laissés dans cet état inhabituel. »

La rotation inhabituelle de G 203-47 suggère que toutes les paires naine blanche-naine rouge ne se sont pas développées par le même processus. Certains systèmes peuvent avoir connu des interactions longues et intenses tôt dans leur histoire, provoquant le verrouillage tidal des étoiles. D'autres peuvent avoir interagi pendant une période plus courte et avec moins de force, laissant leurs rotations non synchronisées.

Les quatre découvertes ont également permis aux astronomes de réviser le recensement des naines blanches dans un rayon de 20 parsecs (65 années-lumière). Les modèles de population précédents prédisaient qu'environ 4 à 5 naines blanches en orbite rapprochée