Les naines blanches peuvent avoir une chromaticité calculée verte, rose, cyan ou même bleue, mais l’échantillon proche étudié était en majorité proche du blanc. Ces couleurs ont été déduites de spectres et de modèles atmosphériques, et non photographiées sur des disques stellaires résolus. L’étude publiée dans RAS Techniques and Instruments explique pourquoi la composition de l’atmosphère peut modifier la couleur associée à une étoile.
La plupart des 152 naines blanches étaient proches du blanc
L’échantillon limité en volume compte 152 naines blanches situées à moins de 20 parsecs du Soleil. Cinq s’écartent du comportement d’un corps noir selon le critère retenu par les auteurs : deux naines de type DZ jaunes et trois naines de type DQpec roses. Les 147 autres ont une température de couleur corrélée médiane de 6 768 K, associée à une couleur proche du blanc.
La température de couleur corrélée décrit la couleur d’un rayonnement en la rapprochant de celle d’un corps noir à une température donnée. Ce n’est pas la température effective de l’étoile, qui correspond à une propriété physique différente.
| Partie de l’échantillon | Nombre | Résultat |
| Échantillon complet à moins de 20 pc | 152 | Échantillon limité en volume |
| Écarts de couleur inhabituels | 5 | Deux naines DZ jaunes et trois DQpec roses, situées à plus de 0,01 unité CIE 1960 u–v du locus de Planck |
| Objets proches du comportement d’un corps noir | 147 | Température de couleur corrélée médiane de 6 768 K, proche du blanc |
Les cinq objets représentent 3,4 % de l’échantillon, avec une incertitude de +1,7 et −1,3 point de pourcentage. Les exemples verts présentés dans l’étude appartiennent à des groupes sélectionnés séparément pour illustrer la diversité des couleurs. Ils ne font pas partie, de ce seul fait, des cinq écarts relevés dans l’échantillon complet.
Comment les spectres deviennent des couleurs
Les auteurs ont converti des spectres observés ou issus de modèles d’atmosphère en couleurs calculées pour la vision humaine. Ils ont intégré la lumière entre 360 et 830 nanomètres à l’aide des fonctions colorimétriques CIE 1931 XYZ, puis converti les résultats en chromaticité et en sRGB, l’espace de couleur utilisé par les écrans. La luminosité d’affichage a été mise à l’échelle en conservant la chromaticité.
La chromaticité décrit ici la couleur indépendamment de la luminosité affichée. Les teintes présentées rendent donc compte de la couleur calculée à partir du spectre, pas de l’éclat réel d’une étoile ni d’une observation directe de sa surface. Les disques des naines blanches ne sont pas résolus visuellement, et la vision des couleurs est moins précise dans l’obscurité. La luminosité de leur surface dépasse aussi de très loin celle d’un écran.
Pourquoi la composition de l’atmosphère change la couleur
La température détermine largement la couleur d’une étoile dont le spectre ressemble à celui d’un corps noir. Mais une naine blanche peut avoir une atmosphère extrêmement dense : celle des objets les plus froids peut approcher 1 g/cm³. Dans ces conditions, des éléments comme le sodium et le calcium, ou des molécules de carbone, peuvent absorber de larges bandes de lumière visible. Le spectre qui reste ne correspond alors plus à la simple couleur attendue d’après la température.
Dans les naines de type DZ, les absorptions larges de métaux peuvent déplacer la couleur calculée vers le jaune ou le vert. Dans les naines riches en carbone de type DQpec, les bandes moléculaires du carbone peuvent absorber une grande partie de la lumière visible. D’autres objets peu lumineux dans l’infrarouge présentent une chromaticité cyan associée à l’absorption induite par collision entre l’hydrogène et l’hélium.
Du vert, du rose et même du bleu
WD J1330+6435 est une naine DZ dont la température effective est de 4 240 K. L’absorption du sodium et du calcium dans son spectre produit une chromaticité chartreuse calculée. Les auteurs signalent toutefois que son spectre est assez bruité, ce qui laisse une marge d’incertitude sur la teinte exacte.
Pour WD J1011+2845, une naine DQpec dont la température effective est estimée à 4 300 K, des bandes de Swan déformées du carbone moléculaire C₂ absorbent une partie du rayonnement entre 400 et 600 nm. La majeure partie du flux visible restant se situe au-delà de 600 nm, ce qui donne une chromaticité rose saumon dans le calcul.
Une naine blanche froide peut aussi être calculée comme bleue. WD J2356−2054, une naine DZ d’environ 4 000 K, présente une absorption très large du sodium. Elle réduit le flux dans une grande partie du centre du spectre visible et fait ressortir le bleu dans la chromaticité calculée. Dans ce cas, la température seule ne suffit pas à prévoir la couleur.
Ces objets montrent des possibilités spectrales, pas la fréquence de chaque couleur dans la population. Le résultat statistique le plus représentatif de l’échantillon proche reste sa médiane proche du blanc.
