C'est une première : la vitesse du vent sur une naine brune, une « étoile ratée », a été mesurée directement. La manière dont la mesure a été obtenue est également prometteuse car elle pourrait servir dans l'étude des exoplanètes.

2 293 kilomètres par heure : pour la première fois, la vitesse du vent sur une naine brune a pu être mesurée directement. Dans une étude de la revue Science, publiée le 10 avril 2020, des scientifiques présentent cette nouvelle information, qui permet de cerner un peu mieux ces énigmatiques objets célestes.

L’étude a ciblé la naine brune « 2MASS J10475385+2124234 », qui se trouve à 32 années-lumière de la Terre. La masse de cet astre représente entre 16 et 68 fois celle de Jupiter. « La vitesse du vent sur 2MASS J1047+21 est plus élevée que sur les planètes géantes gazeuses du système solaire », constatent les scientifiques dans leurs travaux. L’atmosphère de Neptune possède les vents les plus rapides du système solaire : ils traversent la planète à 2 000 kilomètres par heure environ.

Représentation d’une naine brune. // Source : Flickr/CC/Penn State (photo recadrée)

Les naines brunes sont de curieux objets célestes : pas assez massifs pour être des étoiles, trop pour être considérés comme des planètes, ces astres sont parfois qualifiés d’ « étoiles ratées ». Les naines brunes ne peuvent pas réaliser la fusion de l’hydrogène, comme les étoiles classiques. Pourtant, ces objets sont dignes d’intérêt et plus de 1 300 de ces spécimens ont déjà été détectés.

Qu’entend-on par « vent » sur une naine brune ?

Puisque les naines brunes sont entièrement composées de gaz, le terme de « vent » a un sens quelque peu différent pour ces astres, que pour la Terre par exemple. Il s’agit en fait des couches supérieures de l’objet, où le gaz peut se déplacer. Plus profondément, le gaz forme une sorte de boule solide : lorsqu’elle tourne, elle provoque le mouvement des couches supérieures. C’est la différence (réduite) de vitesse entre ces couches et l’intérieur de l’objet qui a été mesurée dans le cadre de cette étude. Pour vérifier si cette technique était assez précise, les scientifiques l’ont appliquée aux vents de Jupiter.

La mesure a été rendue possible grâce aux observations du télescope spatial Spitzer, qui observait dans l’infrarouge jusqu’au début de l’année 2020. Les campagnes d’observations ont été menées en avril 2017 et avril 2018. L’objet a également été observé par le Karl G. Jansky Very Large Array,  un radiotélescope situé au Nouveau-Mexique, à deux reprises au mois d’octobre 2018.

La mesure obtenue avec 2MASS J10475385+2124234 est également intéressante car elle signifie que la méthode qu’ont employé les scientifiques pourrait « être appliquée aux exoplanètes, qui ont des taux de rotation et une variabilité périodique similaires à ceux des naines brunes », écrivent-ils. Ainsi, il serait possible d’obtenir un bon aperçu des dynamiques caractérisant les atmosphères d’exoplanètes.

Crédit photo de la une : NASA/JPL-Caltech (photo recadrée)

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