Les astronomes utilisant le télescope spatial NASA/ESA/CSA James Webb ont repéré une naine brune faible, lointaine et froide dans les images de l’énorme amas de galaxies Abell 2744.
VERRE-JWST-BD1. Crédit image : Nonino et al., arXiv : 2207.14802.
Les naines brunes sont des objets relativement froids et sombres dont la taille se situe entre celle d’une planète géante gazeuse, comme Jupiter ou Saturne, et celle d’une étoile semblable au Soleil.
Parfois appelées étoiles défaillantes, ces objets sont trop petits pour supporter des réactions de fusion d’hydrogène en leur cœur, mais ils ont des attributs semblables à des étoiles.
Les naines brunes sont souvent définies avec une limite inférieure de 13 masses de Jupiter, la masse approximative à laquelle un objet peut commencer à enflammer la fusion de deutérium dans son noyau, et avec une limite supérieure de 80 masses de Jupiter, la masse approximative à laquelle un objet devient suffisamment massif pour fusionner des noyaux d’hydrogène en noyaux d’hélium au sein de son noyau (caractéristique principale d’une étoile de séquence principale).
Cependant, ces limites ne sont pas claires car les masses exactes où se produisent la fusion du deutérium et de l’hydrogène dépendent de la composition chimique de l’objet.
Les naines brunes sont classées spectralement en naines de type M, L, T et Y. Malgré leur nom, ils sont de couleurs différentes. De nombreuses naines brunes apparaîtraient probablement magenta ou rouge orangé à l’œil humain.
Leur faible masse, leur basse température et l’absence de réactions nucléaires internes les rendent extrêmement faibles et difficiles à détecter.
« Une fraction importante des étoiles de la Voie lactée près du Soleil sont des naines brunes, des étoiles non fusionnantes qui ont des masses <= 0,07 masses solaires, des températures effectives de T = 2 000 K et sont classées comme naines tardives L, T et Y, ” a déclaré le Dr Mario Nonino de l'Observatoire astronomique INAF-Trieste et ses collègues.
« Ces objets sont intrinsèquement faibles et émettent principalement aux longueurs d’onde infrarouges. Par conséquent, les relevés d’imagerie à grand champ des naines brunes sont largement limités au voisinage solaire immédiat (d <= 100 parsecs), et peu de naines brunes à disque épais et à halo pauvres en métal ont été identifiées à ce jour.
“Webb représente une avancée majeure dans la détection des naines brunes froides et distantes, avec l’imagerie et la spectroscopie s’étendant jusqu’à 5 μm”, ont-ils ajouté.
La naine brune récemment découverte se trouve à environ 2 000 années-lumière de la Terre dans la constellation du Sculpteur.
Désigné GLASS-JWST-BD1, cet objet est classé de type T8 ou T9.
Il a une température de 600 K, une masse de 0,03 masse solaire et un âge de 5 milliards d’années.
“Nous estimons la distance de GLASS-JWST-BD1 à 570-720 parsecs dans une direction perpendiculaire au plan galactique, ce qui en fait probablement un disque épais ou une naine brune à halo”, ont déclaré les astronomes.
GLASS-JWST-BD1 a été détecté dans le champ du superamas de galaxies Abell 2744 (amas de Pandora).
La détection a été effectuée à l’aide des données de l’instrument de caméra infrarouge proche (NIRCam) de Webb dans le cadre du programme GLASS-JWST-ERS.
“La grande distance estimée de GLASS-JWST-BD1 confirme la puissance de Webb pour sonder l’extrémité de très faible masse de la fonction de masse stellaire et sous-stellaire dans le disque épais et le halo galactiques, permettant l’exploration de la dépendance de la métallicité à la formation d’étoiles de faible masse et l’évolution des atmosphères de naines brunes », ont déclaré les chercheurs.
Leurs travaux seront publiés dans le Lettres du journal astrophysique.
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M. Nonino et al. 2022. Premiers résultats de GLASS-JWST. XIII. Une naine brune pâle, distante et froide. ApJL, dans la presse; arXiv : 2207.14802
