Des naines brunes à profusion dans le voisinage de notre Système solaire

Les naines brunes froides (ou à faible température de surface) sont un des sujets chauds de l’astrophysique contemporaine! D’un diamètre plus petit que les étoiles mais plus grand que celui des planètes géantes, l’étude de ces astres est pleine de promesses pour comprendre à la fois l’évolution des étoiles et la formation des planètes. De nouveaux travaux d’une équipe de chercheurs dirigée par Jasmin Robert de l’Université de Montréal (UdeM), des membres de l’iREx incluant Jonathan Gagné, chercheur postdoctoral à Canergie aux États-Unis, ont permis la découverte de plusieurs naines brunes très froides dans le voisinage immédiat de notre Système solaire. Leur découverte a été publiée dans la revue Astrophysical Journal.

Les naines brunes sont parfois appelées « étoiles ratées ». Elles ont une masse trop petite pour soutenir la fusion de l’hydrogène qui alimente les étoiles , et donc, juste après leur formation, elles entame un long processus de refroidissement, de contraction et leur lumière s’amenuise au fil des (millions d’) années. Leur température de surface peut atteindre au maximum la température des étoiles les plus froides et descendre jusqu’à celles des planètes. Leur masse, quant à elle, varie de celle d’une étoile, un peu comme le Soleil, jusqu’à celle d’une géante gazeuse comme Jupiter.

Les naines brunes ont toujours fasciné les astrophysiciens, pour une variété de raisons, entre autres parce qu’elles représentent un pont entre les étoiles et les planètes tant sur les liens entre leur composition et leur atmosphère. Mais beaucoup de pièces de ce casse tête évolutif  restent à assembler.

« Chaque astronome peut bénéficier des connaissances découvertes grâce à l’étude des naines brunes. Souvent trouvées isolées, seules, sans étoile proche d’elle, leur étude nous permet de nous concentrer entièrement sur la naines brune et de recueillir des données sans que celles-ci soient polluées par la lumière parasite d’un compagnon stellaire », précise Jonathan Gagné.

Faire la découverte de nouvelles naines brunes permettra aux  scientifiques de mesurer leur fréquence d’apparition à la fois dans le voisinage de notre Système Solaire et plus loin. La connaissance de l’abondance et de la distribution des naines brunes fourni des réponses sur la distribution à plus grande échelle de ces objets dans notre propre Univers et sur leur mécanisme de formation. Des éléments clés qui permettront aux chercheurs de savoir si les naines brunes se forment toutes seules « dans leur coin » ou sont éjectées de grands systèmes planétaires.

Dans le but de répondre à ces questions, l’équipe de chercheurs menées par Jasmin Robert en collaboration avec Jonathan Gagné, pense que bien que quelques centaines de naines brunes aient déjà été découvertes, les techniques pour les identifier auraient une tendance à sous estimer le nombre de ces objets.

En observant alors seulement 28% de tout le ciel étoilé, les chercheurs ont découvert 165 nouvelles naines  brunes très froides (Ultra cool brown dwarfs) – d’une température de surface d’environ 2000 °Celsius –  dont environ un tier ont des compositions inhabituelles ou d’autres spécificités.

« La quête vers la recherche de ces objets froids dans le voisinage de notre Système Solaire ne fait que commencer », précise Gagné. « Nos études nous montrent que beaucoup d’autre naines brunes se cachent autour de nous ! ».

Ce travail a été rendu possible grâce aux Fonds de Recherche Québécois-Nature et Technologie et au Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.

Le  Carnegie Institution for Science (carnegiescience.edu) est une organisme privé sans but lucratif localisé à Washington, D.C., avec six départements de recherche aux États-Unis qui depuis sa fondation en 1902 est un des pionniers dans la recherche scientifique. Les scientifiques qui oeuvrent au sein de Canergie, sont des leaders dans la biologie des plantes, la biologie du développement, la science des matériaux, l’écologie, l’astronomie et l’étude de la Planète et de son atmosphère.