Mesure de la très faible masse de naines brunes

Des astronomes ont utilisé les images ultra nettes obtenues avec le télescope Keck et le télescope spatial Hubble pour déterminer pour la première fois les masses de la classe la plus froide d'étoiles ratées, connues également sous le nom de naines brunes.

Avec des masses aussi légères que 3 pour cent la masse du Soleil, celles-ci sont les objets flottant librement de la plus faible masse jamais pesée en dehors du Système solaire. Les observations sont une étape importante pour tester les prévisions théoriques d'objets qui ne peuvent pas produire leur propre énergie interne, les naines brunes et les planètes gazeuses géantes.


L'équipe a mesuré les masses de deux naines brunes binaires. L'une, connue sous le nom de 2MASS 1534-2952AB, est composée de deux naines brunes "méthane", le type le plus froid de naine brune, qui est caractérisé par la présence de méthane dans leur atmosphère. C'est la première mesure de masse pour ce type de naine brune. L'équipe a trouvé que la masse totale de 2MASS 1534-2952AB est seulement de 6 pour cent de la masse du Soleil, et chaque naine brune dans le système a une masse d'environ 3 pour cent de la masse du Soleil (environ 30 fois la masse de Jupiter).

L'autre système binaire, HD 130948BC, est une paire de naines brunes "poussièreuses" légèrement plus chaude avec une masse totale de seulement 11 pour cent de la masse du Soleil et des masses individuelles d'environ 5,5 pour cent de celle du Soleil.

Les modèles théoriques prévoient la masse des naines brunes d'après leur production d'énergie et température. Mais quand l'équipe a comparé leurs mesures de masse aux prévisions théoriques, cela ne correspondait pas. Par exemple, la température de surface de 2MASS 1534-2952AB est beaucoup plus froide que prévu par les modèles théoriques, tandis que HD 130948BC est beaucoup plus chaude.

"Bien qu'il y ait accord général entre nos données et les prévisions, quelque chose n'est pas tout à fait exact avec les études théoriques des naines brunes, en déterminant leurs températures ou en prévoyant leur production d'énergie. Ou peut-être les deux," note le Dr Liu. "Ces résultats seront un défi pour les théoriciens, et nous sommes inspirés pour mesurer les masses de plus de naines brunes dans les années à venir pour mieux comprendre le problème."

Les deux binaires, situées dans les constellations de la Balance (Libra) et du Bouvier (Bootes), sont à environ 45-60 années-lumière de la Terre. Les deux composants de chaque binaire ont une séparation typique d'environ 2 Unités Astronomique, où 1 UA est la distance de la Terre au Soleil (soit environ 150 millions de kilomètres). Leurs périodes orbitales sont d'environ 10-15 ans.