Les naines brunes, étoiles ratées ou super-planètes ?

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BrownDwarfAurora.jpgElles sont plusieurs fois plus massives que Jupiter, mais pas encore assez pour être un soleil. Une naine brune, c’est un objet un peu à part, qui semble n’entrer dans aucune catégorie, ni vraiment étoile, ni vraiment planète. Lorsque les nuages de gaz interstellaire se condensent, ils s’effondrent alors pour former une proto-étoile… mais si la masse qui s’est rassemblée est insuffisante, l’objet ainsi formé n’a pas la possibilité de démarrer la fusion nucléaire de l’hydrogène, qui en ferait une étoile. En revanche, il est assez gros pour émettre beaucoup d’énergie, et parfois même de connaître des réactions de fusion du deutérium (isotope plus rare de l’hydrogène), qui “brûle” souvent déjà dans les proto-étoiles. La formation des naines brunes a bien entendu amené de nombreuses questions, mais une étude publiée au début du mois dans l’Astrophysical Journal a démontré qu’elles se forment bien selon le même procédé qui produit les étoiles, juste à une échelle légèrement inférieure. Ainsi, en étudiant un échantillon de naines brunes en formation, à 450 années-lumière de nous dans la constellation du Taureau, une équipe internationale d’astronomes a pu constater que certaines de ces naines brunes émettaient des jets de matière, de la même manière que les étoiles en formation. “C’est la première fois que de tels jets ont été trouvés en provenance de naines brunes à un stade aussi précoce de leur formation, et cela montre qu’elles se forment d’une manière similaire aux étoiles“, explique Oscar Morata, de l’institut d’astronomie et d’astrophysique de l’Académia Sinica (Taiwan) et co-auteur de l’étude. La naine aux aurores L’affaire serait donc entendue en faveur des étoiles ratées… Seulement voilà, une autre étude, publiée aujourd’hui dans la revue Nature, tendrait à montrer que les naines brunes se comportent davantage… comme des planètes. En observant l’une d’entre elles située à 20 années-lumière de nous, une équipe de chercheurs a pu y décerner… des aurores polaires, tout comme on peut en observer sur notre bonne vieille Terre. Les aurores en question sont le résultat de l’interaction de particules chargées (provenant en général du Soleil) avec le champ magnétique d’une planète. Celui-ci va accélérer les particules, qui vont alors entrer en collision avec des atomes de gaz de l’atmosphère et produire ainsi les effets spectaculaires que l’on peut observer aux latitudes suffisamment proches des pôles. Pour le Dr Stuart Littlefair, de l’université de Sheffield (Angleterre), co-auteur de l’étude, “les naines brunes comblent l’écart entre les étoiles et les planètes, mais ces résultats sont davantage une preuve que nous devons penser aux naines brunes comme à des “planètes étoffées” que comme des “étoiles ratées“. Pour l’astrophysicien, “nous savons déjà que les naines brunes ont des atmosphères nuageuses, comme les planètes, (même si les nuages des naines brunes sont faits de minéraux qui forment des roches sur Terre), et maintenant nous savons qu’elles ont aussi de puissantes aurores polaires“. Alors, étoile qui a manqué de punch, ou planète qui aurait fait un peu trop de gonflette ? Il semblerait bien d’après ces deux études qu’une naine brune se forme comme une étoile et se comporte ensuite comme une planète…. Crédit image : vue d’artiste d’une aurore polaire sur une naine brune (Chuck Carter and Gregg Hallinan, Caltech) Continue reading

Les taches blanches de Cérès dans la brume

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  pia19568_main-1041.jpg Le mystère des taches blanches de Cérès est aujourd’hui en plein brouillard… au sens propre du terme. La sonde Dawn, en orbite autour de la planète naine depuis le 6 mars, a transmis de nouvelles données qui vont peut-être permettre d’élucider un mystère à rebondissements. La revue Nature vient en effet de révéler les éléments d’une intervention de Christopher Russell, spécialiste en sciences planétaires et principal chercheur de la mission Dawn, lors d’une réunion dans l’un des centres de recherche de la NASA mardi. Selon Nature, de la brume apparaîtrait en effet de temps à autre au-dessus de l’un des sites contenant des taches blanches. La brume en question apparaîtrait aux alentours du midi local, revient de manière régulière, et suggère que de la glace d’eau pourrait bien être sublimée (passage direct de l’état de glace à l’état de vapeur) en cet endroit. Cela amènerait une réponse aux interrogations en suspens : si certains pensent depuis longtemps que les taches blanches sont composées de glace, les autres options (dont la présence de certains sels qui réfléchiraient la lumière de manière similaire) n’étaient pas pour autant écartées. L’eau ne manquerait pourtant pas sur Cérès, que ce soit à l’état de glace ou (peut-être) liquide : elle représenterait entre 25 et 40% de sa masse, et à la lumière de la découverte de cette “brume” pourrait également confirmer certaines thèses allant dans le sens d’un monde actif géologiquement. On n’en est pas encore à détecter des cryovolcans, mais une Cérès active aurait plus de chance d’avoir de l’eau liquide… et d’être potentiellement favorable à la vie. “Dans quelque endroit où l’on ait un potentiel pour de l’eau liquide, on a le potentiel pour la vie”, déclarait récemment à New Scientist un chercheur de l’US Geological Survey, Timothy Titus. “Cérès pourrait être un objectif astrobiologique extrêmement excitant”. Alors que Dawn vient d’entamer sa descente en spirale qui la conduira en août à sa troisième orbite d’observations scientifiques (à moins de 1500 kilomètres d’altitude), il apparaît que si les mystères de Cérès ne sont pas encore révélés, ils pourraient bientôt recevoir un nouvel éclairage… venu de la brume. Crédit photo : La plus brillante des “taches blanches” de Cérès, photographiée par Dawn le 6 juin à 4400 km d’altitude  (NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)   Continue reading

Rétrospective #2 : Salon du Bourget #SpaceBourget

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De retour de vacances, je vais enfin pouvoir vous raconter ma folle épopée au Bourget, bande de petits veinards. Le mois dernier, par une journée ensoleillée de juin (le 17 pour être précis), je me suis rendue au 51e Salon International de l’Aéronautique et de l’Espace, au Bourget (pour ceux …
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Une étoile intruse dans le centre de la Galaxie

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C’est en observant une centaine d’étoiles de type RR Lyrae, des vieilles étoiles pulsantes situées non loin du centre de notre galaxie, qu’une équipe d’astronomes a découvert que l’une d’entre elles avait une vitesse pas du tout normale. Elle semble carrément traverser le bulbe galactique de part en part au lieu de suivre une rotation classique.

Schéma montrant une orbite possible pour l’étoile MACHO 176.18833.411,
figurée ici par l’étoile rouge. Le soleil est représenté par le point jaune.
A son point  le plus éloigné, l’étoile vagabonde se retrouve à environ
100 000 années-lumière du centre galactique. (AIP/J. Fohlmeister/A. Kunder) 
C’est en calculant la vitesse des étoiles que les astronomes, menés par la jeune chercheuse allemande Andrea Kunder du Leibniz Institute for Astrophysics de Potsdam, ont mis le doigt sur cette étoile nommée MACHO 176.18833.411, qui est désormais la RR Lyrae la plus rapide connue, avec une vitesse de 482 km/s par rapport au référentiel de la Galaxie. Les astronomes ont exploité le fait que les étoiles RR Lyrae ont toutes environ la même luminosité et sont pulsantes, ce qui permet de calculer leur distance avec une bonne précision, et donc de remonter le temps et de calculer la trajectoire passée de l’étoile.
Et c’est là que la surprise grandit encore plus : MACHO 176.18833.411 ne peut pas être une étoile du bulbe galactique mais provient de bien au dessus du plan galactique, de la région qu’on appelle le halo, et elle se trouve aujourd’hui par hasard dans le bulbe à seulement environ 3000 années-lumière du centre galactique, avec d’autres RR Lyrae, mais elle est différente des autres car elle se meut à grande vitesse et s’échappera du bulbe et du disque galactique.

Rappelons que ce qu’on appelle le bulbe de la Galaxie est une région de 10 000 années-lumière peuplée de nombreuses étoiles entourant le centre de la Galaxie en une sorte de boursouflure du disque. On y trouve notamment de nombreuses vieilles étoiles, du gaz et de la poussière en quantités. On estime que c’est là que résident les plus anciennes étoiles de la galaxie, donc une zone très prisée des astrophysiciens et astrophysiciennes.

Andrea Kunder (AIP)
Cette étude est le fruit d’un projet appelé BRAVA-RR (Bulge RR Lyrae Radial Velocity Assay) dont l’objectif est de discriminer les très vieilles étoiles du bulbe des autres de zones proches. Jusqu’à aujourd’hui, plus de 38000 étoiles RR Lyrae ont été identifiées dans le bulbe galactique grâce à des grands relevés photométriques. Andrea Kunder et son équipe exploitent le relevé spectroscopique RAVE (Radial Velocity Experiment) qui utilise le télescope de 1,2 m de l’Australian Astronomical Observatory pour déterminer de nombreux paramètres sur les étoiles du bulbe comme leur vitesse avec une précision de 1,5 km/s, leur température effective, leur gravité de surface, leur métallicité (composition chimique), mais aussi leur distance avec une précision de 20%. RAVE est à ce jour le plus grand relevé spectroscopique d’étoiles de la Voie Lactée mis à disposition de la communauté des astrophysiciens.
MACHO 176.18833.411, malgré sa grande vitesse et sa trajectoire très elliptique, reste tout de même retenue par le champ gravitationnel de la Galaxie, mais de justesse, sa vitesse est juste inférieure à la vitesse de libération galactique, au-delà de laquelle elle s’échapperait à l’infini dans le milieu intergalactique … Ce que montrent Andrea Kunder et ses collaborateurs internationaux, c’est que de telles étoiles peuvent “contaminer” le bulbe galactique en laissant penser qu’elles en font partie alors qu’elles ne sont que de passage.

Pouvoir retracer la trajectoire passée (et future) des étoiles est une donnée puissante pour comprendre les processus dynamiques qui sont en jeu, et qui ne sont pas visibles à la simple observation contemplative de ces milliards de petits points de lumière dans le ciel.

Source :
A High-velocity Bulge RR Lyrae Variable on a Halo-like Orbit
Andrea Kunder et al
Astrophysical Journal Letters 808, L12, (july 2015)
http://drericsimon.blogspot.com
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« Au fait, c’est où ce Pluton ? »

“Hâtez-vous lentement, et, sans perdre courage, / Vingt fois sur le métier remettez votre ouvrage”. Ce conseil que Boileau donnait aux écrivains peut – hélas – aussi servir d’adage aux journalistes scientifiques, tant ils peinent à transmettre certaines notions de … Continuer la lecture
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Le système solaire a-t-il un “jumeau” ?

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eso1529a.jpg Lorsqu’on examine les systèmes comportant des exoplanètes que l’on a répertoriés jusqu’ici, on remarque principalement des configurations comprenant des géantes gazeuses sur des orbites très proches de leur étoile. On a aussi trouvé des systèmes avec des “super-terres”, planètes rocheuses de plusieurs fois la taille de la Terre, un type qui n’existe pas dans notre propre système solaire. La configuration de ce dernier, avec une série de planètes rocheuses (dont certaines en zone habitable) suivies d’une série de géantes gazeuses plus éloignées n’a pas encore pu être observée dans son intégralité. Alors, va-t-on bientôt trouver d’autres étoiles comme le Soleil, avec autour une ceinture de planètes qui soit un peu similaire à ce que nous avons ici ? C’est peut-être chose faite avec la découverte effectuée par une équipe internationale à l’Observatoire Européen Austral (ESO). Au centre de leurs recherches, une étoile dans la constellation de la Baleine, à 186 années-lumière. HIP 11915, comme elle a été répertoriée, est du même type que le Soleil, et doit avoir peu ou prou le même âge. Ils ont pu détecter autour de cette étoile une planète similaire à Jupiter… et située pratiquement à la même distance que Jupiter l’est du Soleil. De plus, la composition de HIP 11915 est très proche de celle du Soleil, ce qui amène les scientifiques à penser qu’il pourrait y avoir également des planètes rocheuses à proximité de l’étoile, tout comme chez nous. De plus, la présence d’un Jupiter éloigné peut avoir le même rôle que dans le système solaire : protéger les planètes intérieures contre nombre de petits astéroïdes, aspirés par la gravitation de la géante gazeuse. Des théories récentes attribuent d’ailleurs à Jupiter un rôle essentiel dans l’existence même de notre bonne vieille Terre. Cela signifie-t-il que l’on a découvert le Graal des exoplanètes, le premier vrai “jumeau” de notre système solaire ? On n’en a pas encore la preuve flagrante, mais le système d’HIP 11915 serait “l’un des candidats les plus prometteurs”. “La quête d’une Terre 2.0 et d’un système solaire complet 2.0 est l’un des projets les plus excitants en astronomie”, explique Jorge Melendez, de l’université de São Paulo (Brésil), co-auteur d’un article sur cette découverte, qui doit être publié dans Astronomy & Astrophysics. “Après deux longues décennies de chasse aux exoplanètes, nous commençons enfin à voir des géantes gazeuses à longue période similaires à celles de notre propre système solaire”, s’enthousiasme Megan Bedell, de l’université de Chicago, et auteur principal de l’article. 186 années-lumière, c’est un peu loin pour une visite, mais qui sait, peut-être que les progrès dans les outils de recherche d’exoplanètes nous permettront bientôt de détecter de nombreux systèmes solaires semblables au nôtre, avec aussi des planètes de type terrestre en zone habitable, et dont certains seront à portée de nos moyens d’exploration dans un futur pas trop lointain… Crédit image : Vue d’artiste de la “jumelle” de Jupiter dans le système HIP 11915 (ESO/M.Kornmesser) Continue reading

La sélection scientifique de la semaine (numéro 179)

– Etudier, grâce aux traces qu’ils laissent dans les sédiments, les tsunamis du passé pour mieux connaître le rythme des séismes majeurs qui les provoquent. (en anglais) – Les frères Bogdanov perdent un procès contre le CNRS à qui ils … Continuer la lecture
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