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Posté par Redbran le Vendredi 30/03/2018 à 12:00
Quand les naines brunes perdent-elles leurs nuages ?
Les naines brunes, les cousines massives des planètes géantes, voient leur couverture nuageuse se dissiper à mesure qu’elles se refroidissent en vieillissant. Une équipe menée par Jonathan Gagné, un chercheur postdoctoral de l’Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter...) Carnegie de Washington DC, a déterminé pour la première fois la température à laquelle se produit cette transition pour les naines brunes jeunes. Leurs résultats, publiés dans The Astrophysical Journal Letters, pourraient permettre de mieux comprendre comment évoluent les géantes gazeuses, telles que Jupiter dans notre Système Solaire.


Certaines naines brunes, comme celle étudiée ici par Jonathan Gagné et son équipe, ont une masse planétaire, c’est-à-dire inférieures à 13 fois la masse de Jupiter. Crédit: NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable du...) / JPL / Jonathan Gagné

Les naines brunes ne sont pas assez massives pour soutenir le processus de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes...) de l’hydrogène, qui permet aux étoiles de rester chaudes et brillantes sur de très longues périodes. Elles se refroidissent donc lentement au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.). Un changement important se produit lorsqu’elles passent en deçà d’une certaine température: leurs nuages plongent dans les profondeurs et ne sont plus visibles avec nos instruments.

Jonathan Gagné et ses collègues – Katelyn Allers de l’Université Bucknell; Christopher Theissen de l’Université de Californie à San Diego; Jacqueline Faherty et Daniella Bardalez Gagliuffi du Muséum américain d’histoire naturelle (La démarche d'observation et de description systématique de la nature commence dès l'Antiquité avec Théophraste, Antigonios de Karystos et Pline l'Ancien. Le terme...), et Étienne Artigau de l’Institut de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) sur les exoplanètes de l’Université de Montréal – se sont concentrés sur 2MASS J13243553 + 6358281. Cette naine brune (Une naine brune est un objet insuffisamment massif pour être considéré comme une étoile mais plus gros qu'une planète géante. Il y a accord sur la limite...) avait précédemment été identifiée comme étant anormalement rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), c’est-à-dire que sa lumière est émise dans des longueurs d’onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans...) plus grandes que ce qu’on s’attend.

Afin de mieux comprendre cet objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une...), ils ont mesuré avec précision sa distance. Ils ont ainsi réalisé que c’est l’un des objets de masse planétaires les plus proches de notre Système Solaire, à environ 40 années-lumière. Ils ont aussi confirmé que la naine brune fait partie du groupe AB Doradus, un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble),...) d’environ 80 étoiles jeunes de composition similaire qui se déplacent ensemble dans l’espace. Comme on connait bien l’âge des étoiles de ce groupe, cela permet de déduire que cet objet a environ 150 millions d’années.

Grâce à l’âge de l’objet et à sa luminosité, l’équipe a pu déterminer son rayon, sa masse et, plus important encore, sa température.

Une hypothèse avancée pour expliquer la couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) inhabituelle de la naine brune est la présence d’un compagnon plus froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) non visible. Cependant, les résultats de l’équipe suggèrent qu’il n’est pas nécessaire d’invoquer cette explication, et qu’on a probablement affaire à objet jeune de masse planétaire, isolé et unique.

Cette naine brune ne possède plus de couverture nuageuse. Cela est visible quand on étudie la lumière qu’elle émet dans différents filtres. Ce qui est intéressant, c’est que parmi les autres naines brunes du groupe AB Doradus, on en connait une autre, juste un peu plus chaude, qui, elle, possède une épaisse couche de nuages.

« Grâce à ces nouveaux résultats, on peut déduire que les naines brunes jeunes comme celles d’AB Doradus passent d’une atmosphère nuageuse à une atmosphère sans nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage dépend de la lumière qu’il reçoit, de la nature, de la...) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis,...) d’environ 870 degrés Celsius », explique Jonathan Gagné.

Ce résultat est d’autant plus intéressant qu’étant donné qu’elles flottent librement dans l’espace, les naines brunes sont beaucoup plus faciles à étudier que les exoplanètes, dont la lumière est souvent noyée par celle de leur étoile hôte.

« Parce que les naines brunes comme celles-ci sont tellement semblables aux planètes géantes gazeuses, cette information pourrait nous aider à comprendre certains des processus évolutifs qui se sont produits ici même dans notre Système Solaire », conclu Étienne Artigau.


Que sont les naines brunes ? Apprenez-en plus grâce à cette vidéo de l’Institut Carnegie (en anglais)

Plus d’information

L’article « 2MASS J13243553+6358281 Is an Early T-type Planetary-mass Object in the AB Doradus Moving Group » est publié dans l’édition du 16 février 2018 de The Astrophysical Journal Letters. L’équipe, menée par Jonathan Gagné (Institut Carnegie de Washington DC), inclut Katelyn Allers de l’Université Bucknell; Christopher Theissen de l’Université de Californie à San Diego; Jacqueline Faherty et Daniella Bardalez Gagliuffi du Muséum américain d’histoire naturelle, et Étienne Artigau, de l’Institut de recherche sur les exoplanètes de l’Université de Montréal.

L’Institut Carnegie de Washington DC est une organisation (Une organisation est) privée sans but lucratif, basée à Washington D.C., et qui inclue six départements de recherche à travers les États-Unis. Depuis sa fondation en 1902, l’institut Carnegie a été une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) novatrice en recherche fondamentale (La recherche fondamentale regroupe les travaux de recherche scientifique n'ayant pas de finalité économique déterminée au moment des travaux. On oppose en...). Les scientifiques de Carnegie sont des leaders mondiaux dans les domaines de la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie...) végétale, de la biologie du développement, de l’astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit...), de la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens...) des matériaux, de l’écologie globale, et des sciences de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...) et des planètes.

Cette recherche utilise des données du Two Micron All Sky (2MASS), un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) conjoint de l’Université du Massachusetts et du Centre de traitement et d’analyse infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière...) (IPAC) / Institut californien de technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) (Caltech), financé par la NASA et la National Science Foundation et des données de WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), un projet conjoint de l’Université de Californie à Los Angeles (Los Angeles est une ville des États-Unis située au sud de la Californie, sur la côte pacifique. Les Américains l'appellent souvent par son diminutif L.A. prononcé...) et du Jet Propulsion Laboratory (Le Jet Propulsion Laboratory (JPL), basé à Pasadena aux États-Unis, est une joint-venture entre la NASA et le Caltech qui est chargé de la construction et de la supervision des vols...) (JPL) / Caltech, financé par la NASA. Elle est basée sur les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) obtenues à l’Observatoire Gemini (programme scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...) GN2017B-FT-21) acquises grâce au Gemini Observatory Archive, qui est exploité par l’Association des universités pour la recherche en astronomie, Inc., en vertu d’un accord de coopération avec la NSF du partenariat Gemini: National Science Foundation (États-Unis), Conseil national de recherches (Canada), CONICYT (Chili), Ministerio de Ciencia, Tecnologia e Innovacion Productiva (Argentine) et Ministerio da Ciencia, Tecnologia e Inovaçao (Brésil

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