Pourquoi - et comment - se forment les naines brunes? Étant donné que ces inadaptations cosmiques se situent quelque part entre les planètes et les étoiles en termes de température et de masse, les astronomes n'ont pas encore pu déterminer comment ils se forment: leurs débuts sont-ils comme des planètes ou des étoiles? Maintenant, le télescope spatial Spitzer a trouvé ce qui pourrait être deux des plus jeunes naines brunes. Alors que les astronomes cherchent toujours à confirmer la découverte de ces soi-disant «naines proto brunes», il a fourni une réponse préliminaire sur la formation de ces étoiles inhabituelles.
Les bébés nains bruns ont été trouvés dans les données Spitzer recueillies en 2005. Les astronomes avaient concentré leur recherche dans le nuage sombre Barnard 213, une région du complexe Taurus-Auriga bien connue des astronomes comme terrain de chasse pour les jeunes objets.
«Nous avons décidé de reculer de plusieurs étapes dans le processus lorsque (les naines brunes) sont vraiment cachées», a déclaré David Barrado du Centro de Astrobiología de Madrid, en Espagne, auteur principal de l'article publié dans la revue Astronomy & Astrophysics. «Au cours de cette étape, ils auraient une enveloppe (opaque), un cocon, et ils seraient plus faciles à identifier grâce à leurs forts excès infrarouges. Nous avons utilisé cette propriété pour les identifier. C'est là que Spitzer joue un rôle important car Spitzer peut jeter un œil à l'intérieur de ces nuages. Sans cela, cela n'aurait pas été possible. "
Barrado a déclaré que les résultats pourraient résoudre le mystère de savoir si les naines brunes se forment plus comme des étoiles ou des planètes. Les conclusions de l'équipe? Les naines brunes se forment comme des étoiles de faible masse.
Les naines brunes sont plus fraîches et plus légères que les étoiles et plus massives (et normalement plus chaudes) que les planètes. Ils sont nés des mêmes nuages denses et poussiéreux qui engendrent des étoiles et des planètes. Mais alors qu'ils peuvent partager la même nurserie galactique, les naines brunes sont souvent appelées étoiles «ratées» parce qu'elles n'ont pas la masse de leurs frères et sœurs stellaires plus chauds et plus brillants. Sans cette masse, le gaz dans leur cœur n'est pas assez chaud pour déclencher la fusion nucléaire qui brûle l'hydrogène - le principal composant de ces nuages moléculaires - en hélium. Incapables de s'enflammer sous forme d'étoiles, les naines brunes deviennent des objets plus frais et moins lumineux, plus difficiles à détecter - un défi qui a été surmonté dans ce cas par la vision infrarouge sensible à la chaleur de Spitzer.
Les jeunes naines brunes évoluent également rapidement, ce qui rend difficile leur capture lors de leur première naissance. La première naine brune a été découverte en 1995 et, alors que des centaines ont été trouvées depuis, les astronomes n'avaient pas été en mesure de les trouver sans ambiguïté dans leurs premiers stades de formation jusqu'à présent.
La caméra infrarouge à plus longue longueur d'onde de Spitzer a pénétré le nuage natal poussiéreux pour observer STB213 J041757. Les données, confirmées par l'imagerie proche infrarouge de l'Observatoire de Calar Alto en Espagne, ont révélé non pas un mais deux de ce qui pourrait s'avérer être les naines brunes les plus faibles et les plus fraîches jamais observées.
Les jumeaux ont été observés de partout dans le monde et leurs propriétés ont été mesurées et analysées à l'aide d'une multitude d'outils astronomiques puissants. L’un des arrêts des astronomes a été l’observatoire submillimétrique Caltech à Hawaï, qui a capturé la présence de l’enveloppe autour des jeunes objets. Ces informations, associées à ce qu'elles avaient de Spitzer, ont permis aux astronomes de construire une distribution spectrale d'énergie - un diagramme qui montre la quantité d'énergie émise par les objets dans chaque longueur d'onde.
Depuis Hawaï, les astronomes ont fait des arrêts supplémentaires dans des observatoires en Espagne (Calar Alto Observatory), au Chili (Very Large Telescopes) et au Nouveau-Mexique (Very Large Array). Ils ont également extrait des données vieilles de dix ans des archives du Centre canadien de données astronomiques qui leur ont permis de mesurer comparativement la façon dont les deux objets se déplaçaient dans le ciel. Après plus d'un an d'observations, ils ont tiré leurs conclusions.
"Nous avons pu estimer que ces deux objets sont les plus faibles et les plus cool découverts jusqu'à présent", a déclaré Barrado. Cette théorie est renforcée parce que le changement de luminosité des objets à différentes longueurs d'onde correspond à celui d'autres très jeunes étoiles de faible masse.
Bien qu'une étude plus approfondie confirmera si ces deux objets célestes sont en fait des nains bruns proto, ils sont les meilleurs candidats jusqu'à présent, a déclaré Barrado. Il a dit que le voyage jusqu'à leur découverte, bien que difficile, était amusant. «C'est une histoire qui se déroule morceau par morceau. Parfois, la nature prend son temps pour livrer ses secrets. »
Légende de l'image principale: Cette image montre deux jeunes naines brunes, des objets qui se situent quelque part entre les planètes et les étoiles en termes de température et de masse. Crédit d'image: NASA / JPL-Caltech / Calar Alto Obsv./Caltech Sub. Obsv.
Source: JPL
