Gaia et GRAVITY démasquent les naines brunes qui se cachent près des étoiles brillantes

Les astronomes ont réussi à observer pour la première fois des naines brunes à proximité d'étoiles brillantes, en utilisant le satellite Gaia et le satellite Gaia. Très grand télescopeL'instrument GRAVITY de.

Parmi les huit corps célestes étudiés, cinq ont été identifiés comme des naines brunes, ce qui remet en cause les modèles existants avec leurs orbites rapprochées et leurs caractéristiques de luminosité inattendues. Cette découverte met non seulement en évidence de nouvelles capacités dans le domaine des technologies d'observation spatiale, mais améliore également notre compréhension des objets substellaires et de la formation planétaire.

Découverte révolutionnaire en imagerie astronomique

Dans une prouesse d'imagerie astronomique précise, une équipe de scientifiques comprenant des chercheurs français du CNRS, de l'Université Grenoble Alpes et de l'Observatoire de Paris-PSL⁽¹⁾ ont pour la première fois observé des naines brunes en orbite autour d’étoiles très brillantes.

La nature et les défis de l'observation des naines brunes

Sur les huit compagnons⁽²⁾ En images, les chercheurs ont déterminé que cinq naines brunes, des objets célestes substellaires encore mal compris, ni étoiles ni planètes mais quelque chose entre les deux.⁽³⁾ Les naines brunes sont très difficiles à détecter en raison de leur faible luminosité, surtout lorsqu’elles sont adjacentes à des étoiles mille fois plus brillantes.

Ceux identifiés dans cette étude gravitent autour de leurs étoiles à des distances équivalentes à celle entre notre planète et le soleil. Des distances aussi courtes soulèvent des questions sur la formation des naines brunes. De plus, certains flux observés sont plus faibles que ne le prédisent les modèles scientifiques. Cela pourrait signifier que certaines naines brunes appartiennent à des systèmes binaires, c’est-à-dire qu’elles pourraient elles-mêmes être orbitées par des compagnons plus petits.

La technologie avancée ouvre de nouvelles observations

Ces observations inédites ont été rendues possibles grâce à l'utilisation combinée de deux instruments : le satellite Gaia et le Very Large Telescope Interferometer (VLTI) sur le Cerro Paranal au Chili. Les données de Gaia, cataloguant des centaines de milliers de systèmes multiples et enregistrant leurs positions et mouvements, ont permis aux scientifiques d'identifier huit objets célestes pour une observation ciblée par l'instrument GRAVITY du VLTI, qui agit comme une loupe.

Bien qu'il puisse mesurer les plus petites caractéristiques des objets stellaires avec une précision inégalée,⁽⁴⁾ LA GRAVITÉ doit viser des zones précises, ce qui était le travail de Gaia. Après que GRAVITY ait capté les signaux lumineux des huit compagnons identifiés à Gaia, les scientifiques ont analysé leur luminosité et leur masse,⁽⁵⁾ leur permettant de conclure que cinq étaient des naines brunes. De tels « compagnons cachés » des étoiles avaient jusqu’à présent échappé à l’observation.

Implications pour la compréhension astronomique

Les conclusions de l'équipe, qui seront publiées dans Astronomie et astrophysique le 20 juin, donnez un premier aperçu de la puissance offerte par le couplage de Gaia avec GRAVITY. Ils offrent également de nouvelles perspectives sur la formation non seulement de ces objets célestes inhabituels – les naines brunes – mais aussi des exoplanètes massives et des planètes de notre système solaire.

Pour en savoir plus sur cette recherche, voir Des télescopes avancés révèlent des mondes cachés en orbite autour d’étoiles brillantes.

Remarques

1. Les unités de recherche françaises suivantes ont participé à l'étude : 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).
2. Un compagnon est un corps céleste en orbite autour d’une étoile.
3. La capacité de générer de l’énergie, et donc d’émettre de la lumière, est une caractéristique qui distingue les étoiles des planètes. Contrairement aux planètes, les étoiles sont suffisamment massives pour brûler l’hydrogène présent dans leur noyau. Les naines brunes, en revanche, même si elles ne sont pas assez massives pour brûler de l'hydrogène, sont néanmoins bien plus massives que les planètes : environ trente fois plus que les planètes. Jupiter mais trente fois moins que le soleil, l'étoile de notre système solaire.
4. GRAVITY utilise une technique appelée interférométrie, grâce à laquelle plusieurs télescopes terrestres pointés vers le même objet céleste permettent des observations à très haute résolution, de sorte que même de très petits objets de faible luminosité peuvent être observés.
5. La luminosité et la masse sont deux indicateurs clés pour comprendre comment un objet céleste s'est refroidi au fil du temps, et ainsi retracer l'histoire de sa formation.