Sur huit compagnons [1] observés, l’équipe de recherche a pu mettre en évidence que cinq objets sont des naines brunes, des objets sous-stellaires encore peu connus, dont la masse est intermédiaire entre celle d’une planète et celle d’une étoile [2]. Ces dernières sont très difficiles à détecter compte tenu de leur faible luminosité, et d’autant plus à proximité d’étoiles mille fois plus brillantes.
Dans le cadre de cette étude, les naines brunes orbitent autour de leurs étoiles à des distances équivalentes à la distance entre la Terre et le Soleil. Une proximité qui soulève des questions sur la formation de ces objets. En outre, certains des flux lumineux observés sont plus faibles que ceux prédits par les modèles théoriques. Cela pourrait indiquer que certaines de ces naines brunes sont binaires : elles comporteraient elles aussi un compagnon plus petit dans leur orbite.
| Une combinaison Gaia-GRAVITY Ces observations inédites ont été rendues possibles par la combinaison de deux observatoires :
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Gaia a répertorié depuis l’espace des centaines de milliers de systèmes multiples en caractérisant leurs positions et leurs mouvements. Elle a ainsi permis aux scientifiques d’identifier les huit étoiles à cibler.
Au sol, l’instrument GRAVITY, qui équipe le VLTI, joue le rôle d’une loupe : il est capable de mesurer avec une précision inégalée la position d’un objet orbitant autour d’une étoile. [3] Mais cet instrument nécessite de savoir quel système observer. Il a ainsi pu capter les signaux lumineux des huit compagnons pré-identifiés par Gaia.
Les scientifiques ont ensuite mesuré la luminosité et la masse [4] de ces objets et ont pu en déduire qu’il s’agissait de naines brunes pour cinq d’entre eux. Jusqu’à ce jour, ces "compagnons cachés" des étoiles étaient invisibles.
Ce résultat, paru le 20 juin 2024 dans Astronomy & Astrophysics, donne un premier aperçu de la puissance de la combinaison Gaia-GRAVITY.
Les conclusions de cette étude offrent de nouvelles perspectives pour comprendre la formation de ces objets célestes atypiques que sont les naines brunes, ou encore la formation des exoplanètes et des planètes de notre Système solaire.
Contributions françaises
Les laboratoires français impliqués dans cette étude sont :
- Le Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (Observatoire de Paris – PSL/CNRS/Sorbonne Université/Université Paris Cité) ;
- L’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Grenoble Alpes) ;
- Le Laboratoire d’astrophysique de Marseille (Aix-Marseille Université/CNES/CNRS) ;
- et Le laboratoire Lagrange (CNRS/Observatoire de la Côte d’Azur/Université Côte d’Azur).
Bibliographie
"Combining Gaia and GRAVITY : Characterising Five New Directly Detected Substellar Companions", T. O. Winterhalder, S. Lacour, N. Pourré, C. Babusiaux et al. Astronomy & Astrophysics, paru le 20 juin 2024.
DOI : https://doi.org/10.1051/0004-6361/202450018
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[1] Un compagnon est un objet en orbite autour d’une étoile.
[2] L’une des différences entre l’étoile et la planète est la capacité à générer de l’énergie, et donc à émettre de la lumière. Une étoile est suffisamment massive pour brûler l’hydrogène en son cœur, ce dont n’est pas capable une planète.
Dans le cas de la naine brune, elle n’est pas suffisamment massive pour brûler l’hydrogène, mais reste beaucoup plus massive qu’une planète. À titre d’exemple, une naine brune est environ trente fois plus massive que la planète Jupiter, mais environ trente fois moins massive que l’étoile du Système solaire, le Soleil.
[3] GRAVITY utilise un processus appelé interférométrie : l’orientation simultanée de plusieurs télescopes au sol pointant sur un seul astre permet une résolution très fine qui rend possible l’observation d’objets très petits et de faible luminosité.
[4] La luminosité ainsi que la masse sont deux indicateurs clés pour comprendre comment l’objet s’est refroidi dans le temps, et ainsi retracer sa formation.
Dernière modification le 11 juillet 2024