Sciences

Des nuages d’eau sur une naine brune

ActualitéClassé sous :naine brune , wise , infrarouge

La quatrième étoile la plus proche du Système solaire, confirmée voici quelques mois, est une naine brune qui affiche des températures polaires. En recoupant leurs observations dans le proche infrarouge avec les modèles de ces astres sombres considérés comme des étoiles ratées, une équipe d'astronomes a montré que WISE J0855-0714 possède des nuages d'eau.

Des nuages d’eau ont été détectés à la surface de la naine brune WISE J0855-0714, distante de seulement de 7,3 années-lumière de nous. Illustration de cet astre d’une taille équivalente à Jupiter mais 10 fois plus massif. © Rob Gizis, Cuny BMCC

Relativement petit et sombre, l'astre désigné WISE J085510.83-071442.5 — ou W0855, version courte — débusqué dans l'infrarouge grâce aux télescopes spatiaux Wise (Wide-field Infrared Survey Telescope) et Spitzer par Kevin Luhman (université de Pennsylvanie) et son équipe, est la plus froide naine brune connue à ce jour. Distante de seulement 7,3 années-lumière du Système solaire, cette étoile minuscule est la quatrième plus proche de nous, après le trio d'Alpha du Centaure (Alpha Centauri A, B et C ; cette dernière est plus connue sous le nom de Proxima du Centaure) à quelque 4,3 années-lumière, l'étoile de Barnard (une naine rouge à 6 années-lumière) et la double Luhman 16 (à environ 6,6 années-lumière), dont le nom rappelle qu'elle fut découverte par le même chercheur.

D'une taille équivalente à celle de notre Jupiter pour une masse 10 fois supérieure, WISE J0855-0714 présente des caractéristiques physiques évoquant une planète géante. En effet, considérées comme des étoiles ratées, les naines brunes sont en quelque sorte le chaînon manquant entre les planètes les plus grosses et les naines rouges, une classe d'étoiles arborant une masse suffisante pour permettre la fusion thermonucléaire en leur cœur. Notre nouvelle voisine à laquelle se sont intéressé de près l'équipe de l'astrophysicienne Jacqueline Faherty (Carnegie Institution for Science, à Washington D.C.), apparaît comme une petite solitaire, dépourvue de tout compagnon stellaire...

Presque deux fois plus loin du Système solaire que Proxima Centauri, WISE J085510.83-071442.5 (ou WISE J0855-0714) est la naine brune la plus froide connue des astronomes. Illustration de cette étoile ratée, en partie couverte de nuages d’eau. © Nasa, JPL-Caltech, Penn Sate University

Les premiers nuages repérés au-delà du Système solaire

Dans leur étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters (à retrouver sur arXiv) menée au cours de trois belles nuits de mai 2014 avec le télescope Magellan Baade de 6,5 mètres, les chercheurs estiment avoir détecté la présence de nuages d'eau dans son atmosphère. En réalité, parmi les 151 images obtenues dans le proche infrarouge, le rayonnement de la naine brune rejoint celui émis par certains modèles de ces astres sombres créés en laboratoire. Pour Jonathan Fortney, chercheur à l'université de Californie et co-développeur de modèles atmosphériques, « c'est la première preuve de nuages d'eau » jamais observée en dehors de notre Système solaire...

Certes, des traces d’eau furent récemment relevées dans le spectre de plusieurs exoplanètes mais cette fois, il s'agirait de formations nuageuses comme on peut en voir sur Terre ou Mars. D'ailleurs, WISE J0855-0714, dont la température oscille entre - 48° C et - 13° C, apparaît partiellement nuageuse (vraisemblablement sur environ la moitié de sa surface) au contraire, par exemple, de notre ardente voisine Vénus, totalement enrobée de nébulosités de dioxyde de soufre. Nos quatre planètes géantes et gazeuses dissimulent, quant à elles, toute leur eau sous d'épais nuages de glace d'ammoniaque.

Pour confirmer la présence de ces nuages d'eau à la surface de la naine brune, les astronomes ont besoin de déchiffrer son spectre, une prouesse que seul pourra réaliser le JWST, le futur télescope spatial James Webb dont le lancement est prévu pour 2018. D'ores et déjà, cette découverte est un pas de plus dans la compréhension et la caractérisation des atmosphères d'autres mondes.

Cela vous intéressera aussi