En utilisant le télescope spatial James Webb (JWST), une équipe internationale d'astronomes a exploré l'atmosphère d'un binaire nain brun à proximité désigné J045853.90 + 643451.9. En conséquence, ils ont détecté du cyanure d'hydrogène et de l'acétylène dans l'atmosphère de ce binaire, marquant la première fois que ces deux espèces ont été identifiées dans l'atmosphère d'un nain brun. Le résultat a été signalé le 19 février sur le arxiv serveur de pré-imprimé.
Les nains bruns sont des objets intermédiaires entre les planètes et les étoiles. Les astronomes conviennent généralement qu'ils sont des objets substradeurs occupant la plage de masse entre 13 et 80 masses de Jupiter. Une sous-classe de naines brunes (avec des températures efficaces entre 500 et 1 500 K) est connue sous le nom de T-DORFs, et représente les objets subsulaires les plus cool et les moins lumineux jusqu'à présent détecté.
Situé à seulement 30,1 années-lumière, Wise J045853.90 + 643451.9 (ou Wise-0458) est un binaire composé de deux t-Darfs de type spectral T8.5 et T9, avec des températures efficaces de 600 et 500 K, respectivement. La paire a un axe semi-majeur d'environ 5,0 AU.
Étant donné que les T-Darfs de WISE-0458 ont des types spectraux et des températures similaires, il est supposé qu'ils ont des atmosphères presque identiques.
Un groupe d'astronomes dirigé par Elisabeth C. Matthews du Max Planck Institute for Astronomy à Heidelberg, en Allemagne, a décidé d'explorer en détail l'atmosphère de Wise-0458. À cette fin, ils ont utilisé le spectromètre de résolution moyenne (MRS) de l'instrument infrarouge moyen (MiRI) à bord de JWST.
« Nous avons observé Wise-0458 avec JWST / Miri Instrument le 21 novembre 2022, en utilisant les observations MRS. Ont été collectées dans le cadre du consortium européen de miri GTO (observations temporelles garantis) », écrivent les chercheurs dans le document.
Les observations suggèrent que l'atmosphère de Wise-0458 est sans nuage et riche en molécules. Le modèle utilisé par l'équipe de Matthews comprend la présence de méthane, de dioxyde de carbone, de monoxyde de carbone, d'eau et d'ammoniac dans l'atmosphère de Wise-0458 – par conséquent, les espèces attendues dans les atmosphères froides.
De plus, les observations ont détecté du cyanure d'hydrogène et de l'acétylène dans l'atmosphère de WISE-0458. Les astronomes ont expliqué que les deux espèces sont des indicateurs de la chimie du déséquilibre et se forment probablement plus profondément dans l'atmosphère naine brune. Il s'agit de la première découverte de ces deux espèces dans toute atmosphère naine brune.
L'étude a également révélé que chaque nain brun de WISE-0458 a un rayon d'environ 0,81 rayons Jupiter et la masse totale de la paire est d'environ 132 masses Jupiter. La distance au binaire a été confirmée comme étant de 30,12 années-lumière.
Les auteurs de l'article ont conclu que leurs résultats démontrent la puissance de MRS pour caractériser les nains bruns froids. Ils ont ajouté que les études futures devraient étudier plus en détail le cyanure d'hydrogène et l'acétylène et déterminer si ces espèces sont présentes dans d'autres nains bruns froids de température similaire à Wise-0458.
