Première carte météo d'une naine brune

Le Très Grand Télescope de l'ESO (VLT) a été utilisé pour dresser la toute première carte météo à la surface de la naine brune la plus proche de la Terre. Une équipe internationale a cartographié les zones claires et sombres qui parsèment la surface de WISE J104915.57-531906.1B, plus communément appelée Luhman 16B. Cette naine brune fait partie d'un système binaire constitué de deux naines brunes très récemment découvertes, et qui se situe à seulement six années lumière du Soleil. Les nouveaux résultats sont publiés dans l'édition du 30 janvier 2014 de la revue Nature.

Les naines brunes constituent des objets intermédiaires entre les planètes géantes gazeuses telles Jupiter et Saturne et les étoiles froides de faible luminosité. Leur masse est insuffisante pour que des réactions de fusion nucléaire se déclenchent en leur coeur ; en conséquence, elles rayonnent faiblement dans le domaine infrarouge. La toute première détection confirmée d'une naine brune date d'une vingtaine d'années à peine et seuls quelques centaines de ces objets insaisissables ont été répertoriés à l'heure actuelle.

Les naines brunes les plus proches du Système Solaire constituent un système binaire noté Luhman 16AB (1) qui se situe à quelques six années lumière seulement de la Terre, dans la constellation australe de Vela (La Voile). Sa distance à la Terre place cette paire d'étoiles en troisième position, après Alpha du Centaure et l'Etoile de Barnard. Elle n'a pourtant été découverte qu'au tout début de l'année 2013. Diverses observations ont révélé les faibles variations de luminosité de Luhman 16B au cours de sa rotation horaire - un indice susceptible d'expliquer les caractéristiques de surface de cette étoile, moins brillante que Luhman 16A.

Les astronomes ont récemment utilisé la formidable puissance du Très Grand Télescope de l'ESO (VLT), non seulement pour observer ces naines brunes, mais aussi et surtout pour dresser la carte des zones claires et sombres qui parsèment la surface de Luhman 16B.

Ian Crossfield (Institut Max Planck dédié à l'Astronomy, Heidelberg, Allemagne), l'auteur principal de l'article à paraître, résume ainsi les résultats de cette étude : "Des observations antérieures suggéraient l'existence de marbrures à la surface des naines brunes ; aujourd'hui, nous sommes en mesure de les cartographier. Bientôt, nous serons capables d'observer la formation, l'évolution ainsi que la dissipation des structures nuageuses à la surface de cette naine brune - à terme, les exo-météorologues pourraient être en mesure de prévoir la présence ou non de nuages dans le ciel de Luhman 16B à l'arrivée d'un voyageur de l'espace."

Afin de cartographier cette surface, les astronomes ont utilisé une méthode pour le moins astucieuse. Ils ont observé les naines brunes au moyen de l'instrument CRIRES qui équipe le VLT. Ils ont ainsi pu, non seulement suivre les variations de luminosité de Luhman 16B au cours de sa rotation, mais également déterminer le sens de déplacement des zones claires et foncées le long de la ligne de visée. La combinaison de ces données leur a ensuite permis de dresser la carte des tâches claires et sombres qui parsèment sa surface.

Les atmosphères des naines brunes sont très semblables à celles des exoplanètes géantes constituées de gaz chaud. Ainsi donc, l'étude comparative des naines brunes faciles à observer (2) peut permettre aux astronomes d'approfondir leur connaissance des atmosphères entourant les jeunes planètes géantes - l'installation, en 2014, du nouvel instrument SPHERE sur le VLT, a pour objet d'en découvrir un grand nombre dans un futur proche.

Ian Crossfield conclut sur une note personnelle : "Notre cartographie de la naine brune nous permet d'avancer dans la compréhension des phénomènes météorologiques qui règnent dans d'autres systèmes solaires. Dès mon plus jeune âge, j'ai été sensibilisé à la beauté ainsi qu'à l'utilité des cartes. Commencer à cartographier des objets situés en dehors de notre Système Solaire est très excitant !"

Notes

(1) Cette paire d'étoiles a été découverte par l'astronome américain Kevin Luhman à partir d'images obtenues par le télescope de suivi infrarouge WISE. D'où son appellation officielle WISE J104915.57-531906.1 ; toutefois, une appellation plus courte, parce que plus pratique, a été suggérée : Luhman 16, Luhman ayant déjà découvert 15 systèmes d'étoiles doubles auparavant. Conformément aux conventions en usage, Luhman 16A désigne l'étoile la plus brillante, Luhman 16B la seconde étoile, et Luhman 16AB la paire d'étoiles.

(2) Les exoplanètes de type Jupiter chaud se situent à très grande proximité de leurs étoiles hôtes, caractérisées par une brillance bien plus élevée. Parce qu'elle se fond dans la lumière émise par l'étoile, la faible lueur en provenance de la planète est quasiment impossible à détecter. Toutefois, dans le cas des naines brunes, rien ne vient parasiter la faible lueur en provenance de l'objet lui-même ; il est donc beaucoup plus facile d'effectuer des mesures fines.