Le stade ultime de l’évolution stellaire pour de nombreuses étoiles est une naine noire. Parce qu’ils n’émettent ni chaleur ni lumière, ces objets seraient difficiles à détecter s’ils existaient aujourd’hui. Cependant, les naines noires mettent des quadrillions d’années à se former. À moins de 14 milliards d’années, l’univers est encore trop jeune pour avoir créé des naines noires.
Une étoile de la séquence principale qui n’a pas la masse nécessaire pour exploser en supernova deviendra une naine blanche, une étoile « morte » qui a brûlé tout son combustible d’hydrogène et d’hélium. Mais la naine blanche reste chaude pendant un certain temps, un peu comme un brûleur de poêle émet encore de la chaleur même lorsqu’il a été éteint.
Après un temps extrêmement long, toute la chaleur restante aura rayonné. N’émettant plus ni chaleur ni lumière, la naine blanche deviendra une naine noire. Comme elle n’émet aucun rayonnement, il est pratiquement impossible de la voir. Cependant, la naine noire conserverait sa masse, permettant aux scientifiques de détecter les effets produits par son champ gravitationnel.
Mais il n’est pas encore nécessaire de se mettre à la recherche des insaisissables naines noires. Pour l’instant, elles sont strictement théoriques. Les scientifiques ont calculé qu’il faudra au moins cent millions de milliards d’années à une naine blanche pour se refroidir et devenir une naine noire, selon l’astronome Ethan Siegel.
Même si une naine blanche s’était formée au moment du Big Bang – ce qui est impossible, car une étoile doit passer par plusieurs stades d’évolution qui prennent au total au moins un milliard d’années – elle serait encore une naine blanche aujourd’hui, n’ayant pas encore suffisamment refroidi.
Les naines brunes, objets trop petits pour avoir atteint le point de fusion, étaient autrefois appelées naines noires.
Une naine noire ne doit pas être confondue avec un trou noir ou une étoile à neutrons, qui ont tous deux été observés.