Illustration de WISE J085510.83-071442.5, minuscule étoile de type naine brune. Il s’agit du cas le plus froid connu à ce jour et de la quatrième étoile la plus proche de nous. À sa droite, le point lumineux n’est autre que notre Soleil, distant de seulement 7,2 années-lumière. © Robert Hurt, JPL, Janella Williams, université de Pennsylvanie

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Une naine brune aussi froide que l'Arctique

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Coutumier de la traque des astres sombres en déplacement rapide, l'astrophysicien Kevin Luhman vient d'ajouter à son tableau de chasse la découverte de la naine brune la plus froide connue. Distant de seulement 7,2 années-lumière, cet astre gazeux est la quatrième étoile la plus proche de notre Système solaire.

Minuscules et rayonnant faiblement, les naines brunes sont des astres aux propriétés physiques qui les apparentent malgré tout aux étoiles. Très nombreuses dans la galaxie, elles se cachent dans les fourrés du milieu interstellaire et échappent au recensement de la population locale, dans le périmètre de notre Soleil. Pour les astronomes, les meilleures chances de les débusquer restent donc les sondages du ciel dans le rayonnement infrarouge. De cette façon, l'astrophysicien Kevin Luhman (université de Pennsylvanie), à qui l'on doit la découverte, en mars 2013, des naines brunes les plus proches de nous (un couple distant de 6,5 années-lumière de la Terre), a confirmé avoir attrapé dans ses filets la plus froide de ses représentantes...

Trahi par son déplacement relativement rapide par rapport aux étoiles à l'arrière-plan, l'astre fut remarqué dans un premier temps en 2010 sur les sondages de Wise (Wide-Field Infrared Survey Explorer), satellite opérant dans l'infrarouge. Répondant au doux nom de WISE J085510.83-071442.5, sa position actuelle déterminée par parallaxe place le corps gazeux à seulement 7,2 années-lumière du Système solaire.

Imperceptible dans le rayonnement visible, une nouvelle naine brune a été identifiée dans l’infrarouge par le satellite Wise. Son déplacement rapide, à six mois d’intervalle, l’a trahie parmi les innombrables corps célestes qui peuplent notre ciel. © Nasa, JPL, Ipac

Autrement dit, il s'agit de la quatrième étoile la plus proche de nous et du Soleil après le trio d'Alpha du Centaure (dont Proxima du Centaure), l'étoile de Barnard et donc le couple WISE 1049-5319, découvert en 2013. « Il est remarquable que même après plusieurs décennies d'études du ciel, nous n'ayons toujours pas d'inventaire complet des plus proches voisins du Soleil », déclare Michael Werner, scientifique chargé du télescope spatial Spitzer. Une fois encore, « ce nouveau résultat passionnant démontre la puissance de l'exploration de l'univers à l'aide de nouveaux outils comme les yeux dans l'infrarouge de Spitzer et Wise ».

La plus froide des naines brunes connues

Soucieux de caractériser l'objet, le professeur spécialisé dans l'étude des exoplanètes et de leur habitabilité a fait appel à la sensibilité de Spitzer et du télescope terrestre Gemini South. La masse de l'astre est estimée entre trois et dix fois la masse de la planète géante Jupiter. De plus, la naine brune bat à tous égards les records de température dans sa catégorie des « poids plume ». Oscillant entre -48 °C et -13 °C en surface, elle est en effet aussi basse que celles qui règnent dans les régions polaires du globe terrestre (selon les saisons) ! À ce jour, il s'agit de la naine brune la plus froide connue, de même que l'une des moins massives. Le chercheur y voit une opportunité, car « sa température extrême devrait nous en apprendre beaucoup sur les atmosphères des planètes, qui ont souvent des températures froides similaires ».

Les étoiles voisines du Soleil sont plus nombreuses qu’on le croyait. D’abord, il y a Proxima du Centaire (Proxima Centauri), naine rouge découverte en 1917 et appartenant au système d’Alpha du Centaure (Alpha Centauri). Vient ensuite l’étoile de Barnard (Barnard’s Star, découverte en 1916). Depuis 2013, grâce à Wise, on connaît le couple de naines brunes WISE 1049-5319. Cette année, WISE J085510.83-071442.5 (WISE 0855-0714) s’ajoute à la liste. © Janella Williams, université de Pennsylvanie

Malgré ces attributs qui sèment le trouble dans la distinction entre étoile et planète, et bien que l'hypothèse ait été évoquée, WISE J085510.83-071442.5 n'est pas reconnue comme un corps géant et gazeux éjecté d'un système planétaire. Kevin Luhman et ses pairs sont effectivement d'accord pour la classer dans la lignée stellaire. Traquant patiemment les objets faibles au mouvement rapide, celui-ci a récemment démontré l'absence d’une possible planète X aux confins du Système solaire. Du moins les sondages effectués avec Wise ne font-ils apparaître aucun objet au minimum « de la taille de Saturne jusqu'à 10.000 unités astronomiques (ou UA) ni de la taille de Jupiter jusqu'à 26.000 UA ». Mais depuis la détection de 2012 VP113 — et de son orbite elliptique, à l'instar de celle de Sedna —, la discussion reste ouverte sur la possible existence d'un astre lointain de taille et de masse conséquentes venant perturber régulièrement les orbites des planètes naines. Cependant, il apparaît certain qu'il ne s'agit pas d'une naine brune.

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