Une étoile défaillante est, grosso modo, un corps céleste dont la taille se situe entre celle des planètes géantes comme Jupiter et celle des petites étoiles, pas assez grande pour initier la fusion d’hydrogène dans son noyau, et a une faible luminosité. Comme leur masse est supérieure à celle d’une planète, mais pas aussi massive que celle d’une étoile, les naines brunes sont considérées comme des étoiles défaillantes.
C’est sur une telle étoile que le télescope spatial James Webb a trouvé des nuages de silicate dans l’atmosphère. Selon une équipe d’astronomes, c’est la première fois qu’une telle détection est faite sur un compagnon de masse planétaire en dehors du système solaire.
VHS 1256-1257 b : une naine brune qui a raté sa cible
De nouvelles observations du télescope spatial James Webb nous ont donné une confirmation directe que certains mondes extraterrestres ont des nuages de roche.
Selon l’équipe responsable du supertélescope, ces nouvelles informations constituent le meilleur spectre à ce jour pour un objet planétaire massif. Ces résultats pourraient non seulement nous aider à mieux comprendre ces soi-disant « étoiles ratées », mais ne représentent qu’un échantillon de ce que le JWST peut faire.
Nous avons déjà vu JWST prendre une image directe d’une exoplanète, mais une naine brune est un « ragoût de poisson » légèrement différent. Ces objets, ce nuage environnant, se produisent lorsqu’une petite étoile n’accumule pas assez de masse pour déclencher la fusion d’hydrogène dans son noyau, et occupe le régime de masse entre les planètes les plus massives et les plus petites étoiles.
Cependant, à environ 13,6 fois la masse de Jupiter, les naines brunes peuvent fusionner du deutérium ou de l’hydrogène lourd – de l’hydrogène avec un proton et un neutron dans le noyau, plutôt qu’un seul proton.
La pression et la température de fusion du deutérium sont inférieures à celles de l’hydrogène, ce qui signifie que les naines brunes sont comme des étoiles « allégées ».
Cela signifie que, contrairement aux exoplanètes, les naines brunes émettent leur propre chaleur et lumière. C’est beaucoup moins que celui des étoiles, évidemment, mais nous pouvons le détecter directement, en particulier aux longueurs d’onde infrarouges dans lesquelles JWST est spécialisé.
L’atmosphère de sable vous permet de voir ce qui n’allait pas
Les observations obtenues par une équipe dirigée par l’astronome Brittany Miles de l’Université de Californie à Santa Cruz concernent une naine brune à environ 72 années-lumière appelée VHS 1256-1257 b, décrite pour la première fois en 2015. Les rapports indiquent qu’elle a 19 fois la masse de Jupiter, et est relativement jeune, avec une atmosphère de couleur rougeâtre.
Cette teinte était auparavant attribuée aux nuages chez les jeunes naines brunes. L’équipe a donc pris des spectres infrarouges pour voir s’ils pouvaient déterminer la composition de la naine brune.
L’équipe a découvert que la composition atmosphérique de VHS 1256-1257 b était similaire à celle d’autres naines brunes étudiées aux longueurs d’onde infrarouges, mais beaucoup plus lumineuses.
L’eau, le méthane, le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone, le sodium et le potassium sont observés dans diverses parties du spectre JWST sur la base de comparaisons de modèles de spectres de naines brunes, d’opacités moléculaires et de modèles atmosphériques.
Ils décrivent les chercheurs dans leur article soumis aux revues AAS, et il est disponible dans la revue arXiv en attendant les revues par les pairs et le processus de publication.
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