Combien de planètes errantes sont en réalité des naines brunes ?

Illustration d’un monde solitaire tel que WISEA J114724.10-204021.3. Combien sont des planètes ? Et combien sont des naines brunes ? Crédit : NASA/JPL-Caltech

La limite entre une étoile de type naine brune – très nombreuses dans la galaxie – et les planètes géantes gazeuses sont très ténues. Combien de planètes vagabondes sont en réalité de minuscules et froides étoiles ?

Le nombre d’étoiles dans l’entourage de notre système solaire, dans un rayon de 10 années-lumière, a considérablement augmenté ces dernières années. En effet, beaucoup nous ont échappé depuis des siècles, car petites, peu massives et, par conséquent, relativement froides, elles sont discrètement tapies dans la nuit terrestre… Toutefois, grâce à la sensibilité dans l’infrarouge des télescopes spatiaux de ces deux dernières décennies, les astronomes ont pu débusquer plusieurs naines rouges et naines brunes – celles-ci sont encore plus froides et sombres – dans notre voisinage et constater qu’elles sont en réalité légion dans la galaxie (bien plus nombreuses que les autres types d’étoiles).

Mais ce n’est pas tout, ces sondages de l’obscurité permirent de découvrir des planètes solitaires, vagabondes, sans plus aucun lien social avec une étoile et ses planètes… Et elles aussi sont très nombreuses dans la Voie lactée, mais dans quelle proportion ? Parmi elles, combien sont en réalité des naines brunes, ces boules gazeuses identifiées comme plus massive qu’une Jupiter et néanmoins insuffisamment massive pour déclencher des réactions de fusion nucléaire et briller comme un soleil ?

Adam Schneider, de l’Université de Toledo dans l’Ohio, et son équipe ont mené l’enquête. Ils se sont intéressés à WISEA 1147, nom abrégé de WISEA J114724.10-204021.3, épinglé après avoir comparé les observations réalisées avec 2MASS (Two Micron All Sky Survey) dans les années 2000 et le satellite WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), en 2010. Avec une masse comprise entre 5 et 10 fois celle de Jupiter, l’astre pourrait passer pour une planète errante, rejetée d’un jeune système planétaire (cela a pu se produire dans notre système solaire ; par ailleurs, si la planète X existe, certains pensent qu’elle a été volée à une jeune étoile née en même temps que le Soleil…). Mais à bien y regarder, cet objet obscurci par de grandes quantités de poussière est jeune… aussi jeune que les étoiles de l’association TW Hydrae, située à 150 années-lumière de la Terre, qu’il accompagne : environ 10 millions d’années. Pour l’auteur principal de cette étude publiée dans The Astrophysical Journal, l’astre crie : « Je suis une naine brune ! » 10 millions d’années, c’est le temps qu’il faudrait pour qu’elle se forme et, ajoutent les chercheurs, il faudrait encore plus de temps pour qu’elle soit finalement expulsée du système où elle est née. WISEA 1147 ne peut donc qu’être une naine brune. Elle a pris corps de la même façon qu’une étoile, elle n’en est pas le sous-produit. Cela fait d’elle la plus jeune naine brune découverte à ce jour. (une autre a été découverte peu après dans TW Hydrae.)

Bien cachés dans l’espace interstellaire, la ressemblance des naines brunes avec les planètes est prisée des astronomes soucieux de mieux comprendre la dynamique d’exoplanètes gazeuses et de cerner leurs compositions. Isolées, elles ont l’avantage de ne pas être noyées dans l’éclat d’une étoile-hôte.

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