Une étude, dont les résultats intitulés «An ultra-massive white dwarf with a mixed hydrogen-carbon atmosphere as a likely merger remnant» sont publiés dans la revue Nature Astronomy et disponibles en pdf,révèle que WDJ0551 + 4135, une naine blanche atypique de la Voie lactée, apparaît être le produit de la fusion de deux naines blanches, alors que d'ordinaire, il en résulte une supernova de type SN Ia qui ne laisse plus aucun astre.

Relevons tout d'abord que WDJ0551 + 4135 est une naine blanche «distante d'environ 150 années-lumière du Soleil qui a été identifiée dans les données astrométriques de la mission GAIA». Sa masse d'environ 1,14 masse solaire est «près du double de la masse moyenne des naines blanches dont la plupart sont relativement légères, environ 0,6 fois la masse de notre Soleil». Elle est cependant «en dessous de la fameuse masse limite (découverte pour ces étoiles par le grand astrophysicien indien Subrahmanyan Chandrasekhar vers 1930 alors qu'il n'avait que 20 ans) qui est d'environ 1,44 masse solaire».

Plus précisément, au-delà de cette masse, les naines blanches en question «doivent s'effondrer sur elles-mêmes», car «lorsque de la matière s'ajoute sur une naine blanche et lui fait dépasser la masse de 1,44 masse solaire, elle se contracte à nouveau et des réactions thermonucléaires s'enclenchent» conduisant à une supernova SN Ia, une explosion qui souffle la naine blanche».

Ce qui est troublant chez WDJ0551 + 4135, c'est «la composition de son atmosphère» déterminée «avec les instruments équipant le télescope William Herschel ou WHT (William Herschel Telescope) qui se trouve sur La Palma, une des îles Canaries». Comme «c'est un mélange d'hydrogène et de carbone alors que la théorie de la nucléosynthèse et de la structure stellaire nous dit que l'on devrait voir une couche externe d'hydrogène, parfois mélangée à de l'hélium, ou juste un mélange d'hélium et de carbone», pour l'étude, la seule façon de résoudre l'énigme «est d'admettre que l'on est en présence d'une naine blanche résultant de la fusion de deux naines blanches de masse comparable.

Ce scénario est théoriquement possible parce que «deux naines blanches dans un système binaire vont perdre de l'énergie sous forme d'ondes gravitationnelles, ce qui va faire diminuer la taille de leur orbite pour les faire entrer en collision» et parce que, de plus, «on sait que les étoiles plus âgées gravitent autour de la Voie lactée plus rapidement que les plus jeunes»: comme «l'âge déduit de la vitesse orbitale de WDJ0551 + 4135 est plus élevé que celui déduit de sa température qui permet d'estimer un âge à cause de la vitesse de refroidissement d'une naine blanche de masse donnée», l'énigme se résout, là encore, «par une fusion de deux naines blanches».

Néanmoins, en réalité, «on connaissait déjà quelques cas similaires mais il est intéressant de continuer à estimer combien de couples de naines blanches donneront par fusion une nouvelle naine blanche et pas une SN Ia».