Comment pourrait se former ces étoiles invisibles ?

Une étoile devient naine blanche lorsqu'elle n'a plus de source de chaleur interne. Elle ne reste alors lumineuse qu'en raison de sa température. On désigne sous le nom de naine noire, une naine blanche qui aurait refroidi jusqu'à la température de l'univers environnant (appelé fond diffus cosmologique), soit environ 2,7 Kelvin.
La chaleur d'une naine blanche se dissipe très lentement - sous forme de rayonnement thermal - car les électrons qui l'empêchent de s'effondrer, tasses de façon dense, sont d'excellents conducteurs de chaleur. Si une naine blanche était née au commencement de notre Univers il y a 13,7 milliards d'années, elle ne serait pas assez froide encore aujourd'hui pour former une naine noire. En fait, il lui faudrait environ 73.000 fois l'âge de l'Univers. C'est pour cette raison que, a l'inverse de leurs cousines naines blanches, rouges et brunes, les naines noires demeurent hypothétiques. En outre, puisqu'une naine noire est censée n'émettre aucune radiation ou bien alors fort peu, en trouver une serait quasi impossible : elle ne serait visible que par les effets de sa gravitation.

Une naine noire est une étoile naine blanche hypothétique, qui s'est suffisamment refroidie pour ne plus émettre de lumière. Aucune étoile de ce type n'a pu être repérée, l'âge de l'univers étant insuffisant pour qu'une naine blanche ait eu le temps de se refroidir et se transformer en naine noire.

Même à l'époque où les naines noires existeront, il sera extrêmement difficile de les détecter, car elles émettront un rayonnement thermique à une température à peine au-dessus de celui du rayonnement fossile micro-onde. La seule manière de les détecter sera par leur influence gravitationnelle, qui elle aussi sera faible car ces étoiles auront une faible masse.

Les naines noires ne devraient pas être confondues avec les naines brunes qui sont, en quelque sorte, des étoiles ratées car elles ont une masse trop faible pour démarrer ou maintenir les réactions de fusion nucléaire qui ont lieu dans les vraies étoiles.